Tài liệu Tài liệu điện tử cơ bản chương 5a

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐIỆN TỬ CƠ BẢN TS. NGUYỄN LINH NAM Chương 5: UJT và mạch ứng dụng Chương 5: UJT và Mạch ứng dụng 5.1. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 5.2. ĐẶC TUYẾN VÀ THÔNG SỐ KỸ THUẬT 5.3. MẠCH ỨNG DỤNG Mục tiêu của chương: - Trình bày được cấu tạo, ký hiệu, nguyên lý hoạt động, các tham số cơ bản và vẽ được đặc tuyến của UJT - Giải thích và tính toán được các mạch điện tử ứng dụng cơ bản dùng UJT - Áp dụng được các kiến thức về UJT trong thực tế UJT-Unijunction Transistor (Transistor đơn nối) Cấu tạo và ký hiệu UJT loại n UJT loại p Sơ đồ tương đương UJT loại n UJT loại p IB R bb  R B1  R B2 D E IE IE IB Sơ đồ phân cực và nguyên lý hoạt động UJT loại n η: hệ số nội tải của UJT R B1 VA  VBB  ηVBB R B1  R B2 Nguyên lý VE  VD  VA Diode tắt, UJT tắt (chỉ có dòng phân cực ngược IEO rất nhỏ đi qua VE  VP  VD  VA Diode dẫn VP điện thế đỉnh (2/3VBB), VE  VV dòng IE tăng mạnh, hạt dẫn trong cực nền B1 tăng mạnh → RB1 giảm → VA giảm → VE giảm (vùng điện trở âm) dòng IE tăng theo VE (vùng bão hòa) Đặc tuyến Vùng ngắt (Cut off) UJT ngưng dẫn Vùng điện trở âm (Negative Resistance Region) dòng IE tăng (IP→IV) nhưng áp VE giảm (VP→VV) khi IE tăng đến IV, số lượng hạt dẫn đạt đến trạng thái bão hòa. Muốn tăng IE phải tăng VE Vùng điện trở dương-Vùng bảo hòa(Saturation Region) IE tăng theo VE Các tham số kỹ thuật của UJT Điện trở liên nền: RBB=RB1 + RB2 (4kΩ ~ 12kΩ, phụ thuộc vào nhiệt độ ) Hệ số nội tải UJT: η=RB1/RBB (0.45 ~ 0.82, phụ thuộc vào vật liệu ) Điện thế đỉnh (điện thế ngưỡng dẫn): VP=VD+ηVBB (UJT chuyển từ OFF→ON) Dòng đỉnh (dòng kích khởi): IP~A Điện thế thung lũng (điện thế ngắt): VV~2V: chuyển từ vùng dẫn→bảo hòa Dòng thung lũng: IV Mạch ứng dụng Mạch tạo xung răng cưa Vcc Khi mới cấp nguồn: VE nhỏ →diode tắt → UJT tắt VB1=0,VB2=VCC Tụ C nạp: VCC → VR → C → mass R2 VR B2 VE UJT B1 C R1 VC = VE tăng và tiến đến VCC VE → VP (t1): diode dẫn → UJT dẫn dòng IE tăng mạnh → xung dương tại VB1 xung âm tại VB2 Tụ C xã: VC → UJT → R1 → mass dòng IE giảm →VB1 giảm dần về 0 VB2 tăng dần lên VCC VE → VV (t2): diode tắt → UJT tắt VCC= VB1 + VB2 τ  VR.C Lặp lại quá trình tụ C nạp VB1=0,VB2=VCC τ  R 1.C Xác định chu kỳ  1   T  VR.C.ln  1 η  thông thương t1>>t2 Mạch tạo xung răng cưa Vcc Khi mới cấp nguồn: VE nhỏ →diode tắt → UJT tắt VB1=0,VB2=VCC R2 VR B2 VE UJT B1 D R1 C R3 Tụ C nạp: VCC → VR → Diode→C → mass VE = VD + VC →tăng VE → VP (t1): diode dẫn → UJT dẫn dòng IE tăng mạnh → xung dương tại VB1 xung âm tại VB2 Tụ C xã: VC → R3 → mass τ VE = VD + VC →giảm →VB1 giảm dần về 0 VB2 tăng dần lên VCC VE → VV (t2): diode tắt → UJT tắt VCC= VB1 + VB2 Lặp lại quá trình tụ C nạp VB1 = 0 VB2 = VCC τ  VR.C  R 3 .C Xác định chu kỳ  1   T  VR.C.ln  1 η  thông thương t1>>t2 Điều kiện để UJT hoạt động ở chế độ điện trở âm trong mạch dao động tạo xung IP < IE < IV Chọn VR sao cho VCC  VV VCC  VP  VR  IV IP Có giá trị VR→xác định chu kỳ  1   T  VR.C.ln  1 η  Vcc Bài tập 1: Cho mạch tạo xung dùng UJT như hình vẽ: a. Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch b. Vẽ dạng điện áp trên tụ C và trên cực B1 của UJT c. Biết: C = 0.1μF, biến trở chỉnh ở giá trị VR = 220kΩ, hệ số nội hạt η = 0.6. Hãy tính tần số dao động của mạch? R2 VR B2 UJT B1 C R1 Bài tập 2: Cho mạch tạo xung dung UJT như hình vẽ. Biết IP = 30μA ; Vp = 7V , IV = 5mA; VV = 1.2V, hệ số nội hạt η = 0.6; VCC = 12V. a. Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. b. Hãy xác định giá trị của VR sao cho UJT hoạt động trong vùng điện trở âm (IP < IE < I V) c. Tính tần số dao động của mạch với giá trị R chọn ở câu b và biết C = 0.1μF Vcc R2 VR B2 UJT B1 C R1 Bài tập về nhà 1: Cho mạch tạo xung dùng UJT như hình vẽ a. Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch b. Vẽ dạng điện áp trên tụ C và trên cực B1 của UJT c. Biết: C = 0.05 μF, biến trở chỉnh ở giá trị VR = 50kΩ, hệ số nội hạt η = 0.6. Hãy tính tần số dao động của mạch? Vcc R2 VR B2 UJT B1 D R1 C R3 Bài tập về nhà 2: Cho mạch tạo xung dung UJT như hình vẽ. Biết IP = 30μA ; Vp = 8V , IV = 5mA; VV = 1.2V, hệ số nội hạt η = 0.6; VCC = 15V, C = 0.1μF a. Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch. b. Hãy xác định giá trị của VR sao cho UJT hoạt động trong vùng điện trở âm. (IP < IE < IV) c. Tính tần số dao động của mạch với giá trị VR chọn ở câu b và bỏ qua giá trị điện trở trên diode. Vcc R2 VR B2 UJT B1 D R1 C R3