10 circuiti a transistor unigiunzione semplice (UJT) spiegati

Nel post precedente abbiamo appreso in modo esauriente come funziona un transistor unigiunzione , in questo post parleremo di alcuni interessanti circuiti applicativi che utilizzano questo fantastico dispositivo chiamato UJT.

I circuiti applicativi di esempio che utilizzano UJT spiegati nell'articolo sono:

1. Generatore di impulsi
2. Generatore a dente di sega
3. Multivibratore a corsa libera
4. Multivibratore monostabile
5. Oscillatore per uso generale
6. Oscillatore a cristallo semplice
7. Rilevatore di intensità RF del trasmettitore
8. Metronomo
9. Campanello per 4 ingressi
10. Lampeggiatore LED

1) Generatore di impulsi a onda quadra

Il primo progetto di seguito mostra un semplice circuito generatore di impulsi costituito da un oscillatore UJT (come 2N2420, Q1) e un silicio transistor di uscita bipolare (come BC547, Q2).

La tensione di uscita UJT, ottenuta sulla resistenza da 47 ohm R3, commuta il transistor bipolare tra una coppia di soglie: saturazione e taglio, generando impulsi di uscita a sommità orizzontale.

A seconda del tempo di spegnimento (t) dell'impulso, la forma d'onda di uscita potrebbe essere talvolta impulsi rettangolari stretti o (come indicato attraverso i terminali di uscita nella Fig. 7-2) un'onda quadra. L'ampiezza massima del segnale di uscita può arrivare fino al livello di alimentazione, ovvero +15 volt.

La frequenza, o frequenza di ciclo, è determinata dalla regolazione di una resistenza pot di 50 k e dal valore del condensatore di C1. Quando la resistenza è massima con R1 + R2 = 51,6 k e con C1 = 0,5 µF, la frequenza f è = 47,2 Hz e il tempo di riposo (t) = 21,2 ms.

Quando l'impostazione della resistenza è al minimo, probabilmente con solo R1 a 1,6 k la frequenza sarà, f = 1522 Hz e t = 0,66 ms.

Per ottenere intervalli di frequenza aggiuntivi, è possibile modificare R1, R2 o C1 o ciascuno di questi e calcolare la frequenza utilizzando la seguente formula:

t = 0,821 (R1 + R2) C1

Dove t è in secondi, R1 e R2 in ohm e Cl in farad e f = 1 / t

Il circuito funziona con soli 20 mA dalla sorgente a 15 V cc, sebbene questo intervallo potrebbe essere diverso per diversi UJT e bipolari. L'accoppiamento dell'uscita cc può essere visto nello schema, ma l'accoppiamento ca può essere configurato posizionando un condensatore C2 all'interno del conduttore di uscita alta, come dimostrato dall'immagine tratteggiata.

La capacità di questa unità deve essere approssimativamente compresa tra 0,1 µF e 1 µF, la grandezza più efficace potrebbe essere quella che determina la minima distorsione della forma d'onda di uscita, quando il generatore viene fatto funzionare attraverso uno specifico sistema di carico ideale.

2) Accurato Sawtooth Generator

Un generatore a dente di sega di base con punte appuntite è vantaggioso in una serie di app coinvolte con temporizzazione, sincronizzazione, spazzamento e così via. Gli UJT producono questo tipo di forme d'onda utilizzando circuiti semplici ed economici. Lo schema seguente mostra uno di questi circuiti che, sebbene non sia un'apparecchiatura di precisione, fornirà un risultato decente nei laboratori di fascia di prezzo ridotta.

Questo circuito è principalmente un oscillatore di rilassamento, con uscite estratte dall'emettitore e dalle due basi. Il 2N2646 UJT è collegato al tipico circuito dell'oscillatore per questi tipi di unità.

La frequenza, o velocità di ripetizione, è determinata dall'impostazione del potenziometro di controllo della frequenza, R2. Ogni volta che questo potenziometro è definito al suo livello di resistenza più alto, la somma della resistenza in serie con il condensatore di temporizzazione C1 diventa il totale della resistenza del potenziometro e della resistenza limite, R1 (che è, 54,6 k).

Ciò causa una frequenza di circa 219 Hz. Se R2 è definito al suo valore minimo, la resistenza risultante rappresenta essenzialmente il valore del resistore R1, o 5,6 k, producendo una frequenza di circa 2175 Hz. Ulteriori tangenti di frequenza e soglie di sintonizzazione potrebbero essere implementate semplicemente alterando i valori R1, R2, C1, o possono essere tutti e tre insieme.

È possibile acquisire un'uscita a spillo positiva proveniente dalla base 1 dell'UJT, mentre un'uscita a spillo negativa attraverso la base 2 e una forma d'onda a dente di sega positiva attraverso l'emettitore UJT.

Sebbene l'accoppiamento di uscita CC sia mostrato nella Fig. 7-3, l'accoppiamento CA potrebbe essere determinato applicando i condensatori C2, C3 e C4 nei terminali di uscita, come dimostrato attraverso l'area tratteggiata.

Queste capacità saranno probabilmente comprese tra 0,1 e 10µF, il valore determinato essendo basato sulla capacità più alta che può essere affrontata da un dispositivo di carico specificato senza distorcere la forma d'onda di uscita. Il circuito funziona utilizzando circa 1,4 mA attraverso l'alimentazione a 9 volt cc. Ciascuno dei resistori ha una potenza nominale di 1/2 watt.

3) Multivlbrator in esecuzione gratuito

Il circuito UJT dimostrato nel diagramma mostrato di seguito assomiglia ai circuiti dell'oscillatore di rilassamento spiegati in un paio di segmenti precedenti, a parte il fatto che le sue costanti RC sono state selezionate per fornire un'uscita a onda quasi quadra simile a quella di uno standard transistorizzato multivibratore astabile .

Il transistor unigiunzione di tipo 2N2646 funziona bene all'interno di questa configurazione indicata. Ci sono fondamentalmente due segnali di uscita: un impulso negativo alla base 2 UJT e un impulso positivo alla base 1.

L'ampiezza massima del circuito aperto di ciascuno di questi segnali è di circa 0,56 volt, tuttavia questo potrebbe deviare leggermente a seconda degli UJT specifici. Il potenziometro da 10 k, R2, deve essere ruotato per acquisire un'inclinazione perfetta o una forma d'onda di uscita con sommità orizzontale.

Questo potenziometro influisce inoltre sulla gamma della frequenza o sul ciclo di lavoro. Con le grandezze presentate qui per R1, R2 e C1, la frequenza è di circa 5 kHz per un picco piatto. Per altri intervalli di frequenza, potresti voler regolare i valori R1 o C1 di conseguenza e utilizzare la seguente formula per i calcoli:

f = 1 / 0,821 RC

dove f è in Hz, R in ohm e C in farad. Il circuito consuma circa 2 mA dalla fonte di alimentazione da 6 V cc. Tutti i resistori fissi possono essere classificati a 1/2 watt.

4) Multivibratore One-Shot

Facendo riferimento al circuito seguente, troviamo una configurazione di a one-shot o un multivibratore monostabile . Un transistor unigiunzione numero 2N2420 e un BJT in silicio 2N2712 (o BC547) possono essere visti messi insieme per generare un impulso di uscita solitario ad ampiezza fissa per ogni singolo innesco al terminale di ingresso del circuito.

In questo particolare progetto, il condensatore C1 viene caricato dal partitore di tensione stabilito da R2, R3 e dalla resistenza base-emettitore del transistor Q2, causando il suo lato Q2 negativo e il suo lato Q1 positivo.

Questo partitore resistivo fornisce inoltre all'emettitore Q1 una tensione positiva leggermente inferiore alla tensione di picco del 2N2420 (fare riferimento al punto 2 nello schema).

All'inizio, Q2 è nello stato ON che provoca una caduta di tensione attraverso il resistore R4, diminuendo drasticamente la tensione ai terminali di uscita fino a 0. Quando un impulso negativo di 20 V viene dato ai terminali di ingresso, Q1 'si accende', provocando un caduta istantanea di tensione a zero sul lato emettitore di C1, che a sua volta polarizza il negativo di base Q2. A causa di ciò, Q1 viene interrotto e la tensione del collettore Q1 aumenta rapidamente fino a +20 volt (notare l'impulso indicato attraverso i terminali di uscita nel diagramma).

La tensione continua ad essere intorno a questo livello per un intervallo t, equivalente al tempo di scarica del condensatore C1 tramite il resistore R3. L'uscita successivamente torna a zero e il circuito va in posizione di stand by fino all'applicazione dell'impulso successivo.

L'intervallo di tempo t, e corrispondentemente l'ampiezza dell'impulso (tempo) dell'impulso in uscita, dipendono dalla regolazione del controllo dell'ampiezza dell'impulso con R3. In base ai valori indicati di R3 e C1, l'intervallo di tempo può essere compreso tra 2 µs e 0,1 ms.

Supponendo che R3 comprenda la gamma di resistenza tra 100 e 5000 ohm. È possibile correggere intervalli di ritardo aggiuntivi modificando opportunamente i valori di C1, R3 o entrambi e utilizzando la formula: t = R3C1 dove t è in secondi, R3 in ohm e C1 in farad.

Il circuito funziona utilizzando circa 11 mA attraverso l'alimentazione da 22,5 V cc. Tuttavia, è probabile che questo cambi in una certa misura a seconda degli UJT e dei tipi di bipolari. Tutti i resistori fissi sono da 1/2 watt.

5) Oscillatore di rilassamento

Un semplice oscillatore di rilassamento offre numerose applicazioni ampiamente riconosciute dalla maggior parte degli appassionati di elettronica. Il transistor unigiunzione è un componente attivo straordinariamente resistente e affidabile applicabile in questo tipo di oscillatori. Lo schema seguente mostra il circuito oscillatore di rilassamento UJT fondamentale, funzionante con un dispositivo UJT di tipo 2N2646.

L'uscita è in realtà un'onda a dente di sega un po 'curva costituita da un'ampiezza di picco corrispondente all'incirca alla tensione di alimentazione (che è 22,5 V qui). In questo modello, la corrente che viaggia attraverso la sorgente cc tramite il resistore R1 carica il condensatore C1. Di conseguenza, una potenziale differenza VEE si accumula costantemente in C1.

Nel momento in cui questo potenziale raggiunge la tensione di picco del 2N2646 (vedere il punto 2 nella Fig. 7-1 B), l'UJT si accende e 'si accende'. Questo scarica immediatamente il condensatore, spegnendo nuovamente l'UJT. Questo fa sì che il condensatore inizi di nuovo il processo di ricarica e il ciclo continua semplicemente a ripetersi.

A causa di questa carica e scarica del condensatore l'UJT si accende e si spegne con una frequenza stabilita attraverso i valori di R1 e C1 (con i valori indicati nel diagramma la frequenza è intorno a f = 312 Hz). Per ottenere qualche altra frequenza, usa la formula: f = 1 / (0,821 R1 C1)

dove f è in Hz, R1 in ohm e C1 in farad. UN potenziometro con una resistenza adeguata potrebbe essere utilizzato al posto del resistore fisso, R1. Ciò consentirà all'utente di ottenere un'uscita di frequenza regolabile in modo continuo.

Tutti i resistori sono da 1/2 watt. I condensatori C1 e C2 possono essere classificati a 10 V o 16 V preferibilmente un tantalio. Il circuito consuma circa 6 mA dall'intervallo di alimentazione indicato.

6) Generatore di frequenza spot

La seguente configurazione indica un 100 kHz oscillatore a cristallo circuito che potrebbe essere utilizzato in qualsiasi metodo standard come una frequenza standard alternativa o un generatore di frequenza spot.

Questo design produce un'onda di uscita deformata che può essere altamente adatta a uno standard di frequenza in modo da poter garantire armoniche solide caricate con lo spettro RF.

Il funzionamento congiunto del transistor unigiunzione e del generatore di armoniche a diodi 1N914 genera la forma d'onda distorta prevista. In questa configurazione, un minuscolo condensatore variabile da 100 pF, C1, consente di regolare leggermente la frequenza del cristallo da 100 kHz, per fornire un'armonica aumentata, ad esempio 5 MHz, a battito zero con un segnale di frequenza standard WWV / WWVH .

Il segnale di uscita viene prodotto sull'induttanza RF da 1 mH (RFC1) che dovrebbe avere una resistenza CC inferiore. Questo segnale è dato al diodo 1N914 (D1) che è polarizzato in corrente continua tramite R3 e R4 per ottenere una porzione non lineare massima della sua caratteristica di conduzione diretta, per distorcere ulteriormente la forma d'onda di uscita dall'UJT.

Durante l'utilizzo di questo oscillatore, il potenziometro della forma d'onda variabile, R3, è fisso per ottenere la trasmissione più potente con l'armonica proposta di 100 kHz. Il resistore R3 agisce semplicemente come un limitatore di corrente per interrompere l'applicazione diretta dell'alimentazione a 9 volt attraverso il diodo.

L'oscillatore consuma circa 2,5 mA dall'alimentazione a 9 V cc, ma questo potrebbe cambiare relativamente a seconda degli UJT specifici. Il condensatore C1 dovrebbe essere del tipo ad aria nano, gli altri condensatori rimanenti sono di mica o mica argentata. Tutti i resistori fissi hanno una potenza nominale di 1 watt.

7) Rilevatore RF del trasmettitore

Il Rilevatore RF Il circuito mostrato nel diagramma seguente può essere alimentato direttamente dalle onde RF di un trasmettitore che si sta misurando. Fornisce una frequenza del suono sintonizzata variabile in una cuffia ad alta impedenza collegata. Il livello sonoro di questa emissione sonora è determinato dall'energia della radiofrequenza, ma potrebbe essere appena sufficiente anche con trasmettitori di bassa potenza.

Il segnale di uscita viene campionato attraverso la bobina di prelievo RF L1, costituita da 2 o 3 avvolgimenti di filo di collegamento isolato montato saldamente vicino alla bobina del serbatoio di uscita del trasmettitore. La tensione RF viene convertita in CC attraverso un circuito a diodi shunt, costituito da condensatore di blocco C1, diodo D1 e resistenza di filtro R1. La corrente continua rettificata risultante viene utilizzata per commutare il transistore unigiunzione in un circuito oscillatore di rilassamento. L'uscita da questo oscillatore viene inviata a una cuffia ad alta impedenza collegata tramite il condensatore di accoppiamento C3 e il jack di uscita J1.

Il tono del segnale come raccolto nelle cuffie potrebbe essere alterato su un intervallo decente attraverso il potenziometro R2. La frequenza del tono sarà da qualche parte intorno a 162 Hz quando R2 è regolato a 15 k. In alternativa, la frequenza sarà di circa 2436 Hz quando R2 è definito a 1 k.

Il livello audio potrebbe essere manipolato ruotando L1 più vicino o lontano dalla rete di serbatoi LC del trasmettitore in genere, verrà probabilmente identificato un punto che fornisce un volume ragionevole per l'uso di base.

Il circuito può essere costruito all'interno di un contenitore metallico compatto e messo a terra. Di solito, questo potrebbe essere posizionato a una discreta distanza dal trasmettitore, quando viene impiegato un doppino intrecciato di qualità decente o un cavo coassiale flessibile e quando L1 è collegato al terminale inferiore della bobina del serbatoio.

Tutti i resistori fissi hanno una potenza nominale di 1/2 watt. Il condensatore C1 deve essere classificato per tollerare la tensione CC più alta che potrebbe inavvertitamente essere sperimentata nel circuito C2 e C3, d'altra parte, potrebbero essere dispositivi pratici a bassa tensione.

8) Circuito metronomo

La configurazione fornita di seguito mostra un metronomo completamente elettronico che utilizza un transistor unigiunzione 2N2646. Un metronomo è un piccolo dispositivo molto utile per molti artisti musicali e altri che cercano note udibili a tempo regolare durante la composizione musicale o il canto.

Guidando un altoparlante da 21/2 pollici, questo circuito ha un suono decente, ad alto volume, pop. Il metronomo potrebbe essere creato piuttosto compatto, le uscite audio dell'altoparlante e della batteria sono gli unici elementi di dimensioni maggiori e, poiché è alimentato a batteria, e quindi è completamente portatile.

Il circuito è in realtà un oscillatore di rilassamento a frequenza regolabile che è accoppiato tramite un trasformatore all'altoparlante da 4 ohm. La frequenza dei battiti può essere variata da circa 1 al secondo (60 al minuto) a circa 10 al secondo (600 al minuto) utilizzando un potenziometro a filo avvolto da 10 k, R2.

Il livello di uscita del suono può essere modificato tramite un potenziometro a filo avvolto da 1 k, 5 watt, R4. Il trasformatore di uscita T1 è in realtà una piccola unità da 125: 3,2 ohm. Il circuito assorbe 4 mA per la frequenza di battimento minima del metronomo e 7 mA durante la velocità di battimento più veloce, anche se questa potrebbe fluttuare a seconda degli UJT specifici. Una batteria da 24 V offrirà un servizio eccellente con questo consumo di corrente ridotto. Il condensatore elettrolitico C1 ha una tensione nominale di 50 V. I resistori R1 e R3 sono 1/2 watt ei potenziometri R2 e R4 sono di tipo a filo avvolto.

9) Sistema di segnalazione basato sui toni

Lo schema circuitale mostrato di seguito consente di estrarre un segnale audio indipendente da ciascuno dei canali indicati. Questi canali possono includere porte uniche all'interno di un edificio, vari tavoli all'interno di un luogo di lavoro, varie stanze all'interno di una casa o qualsiasi altra area in cui è possibile lavorare con i pulsanti.

La posizione che potrebbe segnalare l'audio potrebbe essere identificata dalla sua specifica frequenza di tono. Ma questo può essere fattibile solo quando viene impiegato un numero inferiore di canali e che le frequenze dei toni sono notevolmente distanziate (ad esempio, 400 Hz e 1000 Hz) in modo che siano facilmente distinguibili dal nostro orecchio.

Il circuito si basa di nuovo su un semplice concetto di oscillatore di rilassamento, utilizzando un transistor unigiunzione di tipo 2N2646 per generare la nota audio e commutare un altoparlante. La frequenza del tono è definita tramite il condensatore C1 e uno dei potenziometri a filo avvolto da 10 k (da R1 a Rn). Non appena il potenziometro è impostato su 10k ohm, la frequenza è di circa 259 Hz quando il potenziometro è impostato su 1k, la frequenza è di circa 2591 Hz.

L'oscillatore è collegato all'altoparlante tramite un trasformatore di uscita T1, una minuscola unità da 125: 3,2 ohm con presa centrale sul lato primario non collegata. Il circuito funziona con circa 9 mA dall'alimentazione a 15 V.

10) Lampeggiatore LED

Un lampeggiatore LED molto semplice o un lampeggiatore LED potrebbe essere costruito utilizzando un normale circuito oscillatore di rilassamento basato su UJT come mostrato di seguito.

Il funzionamento del Lampeggiatore a LED è molto semplice. La velocità di lampeggiamento è determinata dagli elementi R1, C2. Quando viene applicata l'alimentazione, il condensatore C2 inizia lentamente a caricarsi tramite il resistore R1.

Non appena il livello di tensione attraverso il condensatore supera la soglia di accensione dell'UJT, si accende e accende il LED in modo luminoso. Il condensatore C2 inizia ora a scaricarsi attraverso il LED, fino a quando il potenziale ai capi di Cr scende al di sotto della soglia di mantenimento dell'UJT, che si spegne spegnendo il LED. Questo ciclo continua a ripetersi, facendo lampeggiare alternativamente il LED.

Il livello di luminosità del LED è deciso da R2, il cui valore può essere calcolato utilizzando la seguente formula:

R2 = Supply V - LED Forward V / LED Current

12-3,3 / 0,02 = 435 Ohm, quindi 470 ohm sembra essere il valore corretto per il progetto proposto.