Un transistor unijuntura ( UJT ) es un dispositivo semiconductor electrónico de tres conductores con una sola unión . Actúa exclusivamente como un interruptor controlado eléctricamente.
El UJT no se utiliza como amplificador lineal. Se utiliza en osciladores de funcionamiento libre, osciladores sincronizados o disparados y circuitos de generación de pulsos a frecuencias bajas a moderadas (cientos de kilohercios). Se utiliza ampliamente en los circuitos de disparo para rectificadores controlados de silicio . En la década de 1960, el bajo costo por unidad, combinado con su característica única, justificó su uso en una amplia variedad de aplicaciones como osciladores, generadores de pulsos, generadores de dientes de sierra, circuitos de disparo, control de fase, circuitos de temporización y fuentes de alimentación reguladas por voltaje o corriente. [2] Los tipos originales de transistores unijunción ahora se consideran obsoletos, pero un dispositivo multicapa posterior, el transistor unijunción programable , todavía está ampliamente disponible.
Hay tres tipos de transistores unijunturales:
Los circuitos con transistores unijunturales fueron populares en los circuitos electrónicos para aficionados en las décadas de 1960 y 1970 porque permitían construir osciladores simples utilizando solo un dispositivo activo. Por ejemplo, se utilizaron para osciladores de relajación en luces estroboscópicas de velocidad variable. [4] Más tarde, a medida que los circuitos integrados se hicieron más populares, osciladores como el temporizador IC 555 se empezaron a utilizar con más frecuencia.
Además de su uso como dispositivo activo en osciladores de relajación, una de las aplicaciones más importantes de los UJT o PUT es la activación de tiristores ( rectificadores controlados de silicio (SCR), TRIAC , etc.). Se puede utilizar un voltaje de CC para controlar un circuito UJT o PUT de modo que el "periodo de encendido" aumente con un aumento en el voltaje de control de CC. Esta aplicación es importante para el control de corriente alterna de gran tamaño.
Los UJT también se pueden utilizar para medir el flujo magnético. El efecto Hall modula el voltaje en la unión PN. Esto afecta la frecuencia de los osciladores de relajación UJT. [5] Esto solo funciona con UJT. Los PUT no presentan este fenómeno.
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El UJT tiene tres terminales: un emisor (E) y dos bases (B 1 y B 2 ) y por eso a veces se lo conoce como "diodo de doble base". La base está formada por una barra de silicio tipo n ligeramente dopada . Dos contactos óhmicos B 1 y B 2 están unidos en sus extremos. El emisor es de material tipo p fuertemente dopado . La unión PN única entre el emisor y la base le da al dispositivo su nombre. La resistencia entre B1 y B2 cuando el emisor está en circuito abierto se llama resistencia entre bases . La unión del emisor generalmente se ubica más cerca de la base 2 (B2) que de la base 1 (B1) de modo que el dispositivo no es simétrico, porque una unidad simétrica no proporciona características eléctricas óptimas para la mayoría de las aplicaciones.
Si no existe diferencia de potencial entre su emisor y cualquiera de sus cables de base, hay una corriente extremadamente pequeña de B 1 a B 2 . Por otro lado, si se aplica a su emisor un voltaje adecuadamente grande en relación con sus cables de base, conocido como voltaje de disparo , entonces una corriente muy grande desde su emisor se une a la corriente de B 1 a B 2 , lo que crea una corriente de salida B 2 más grande .
El símbolo del diagrama esquemático de un transistor de unión única representa el conductor emisor con una flecha, que muestra la dirección de la corriente convencional cuando la unión emisor-base conduce una corriente. Un UJT complementario utiliza una base de tipo p y un emisor de tipo n, y funciona de la misma manera que el dispositivo de base de tipo n, pero con todas las polaridades de voltaje invertidas.
La estructura de un UJT es similar a la de un JFET de canal N , pero el material de tipo p (puerta) rodea el material de tipo N (canal) en un JFET, y la superficie de la compuerta es más grande que la unión del emisor del UJT. Un UJT funciona con la unión del emisor polarizada hacia adelante, mientras que el JFET normalmente funciona con la unión de compuerta polarizada hacia atrás. El UJT es un dispositivo de resistencia negativa controlado por corriente.
El dispositivo tiene una característica única: cuando se activa, la corriente de su emisor aumenta de forma regenerativa hasta que la fuente de alimentación del emisor la restringe. Presenta una característica de resistencia negativa, por lo que puede utilizarse como oscilador.
El UJT está polarizado con un voltaje positivo entre las dos bases. Esto provoca una caída de potencial a lo largo de la longitud del dispositivo. Cuando el voltaje del emisor se eleva aproximadamente a un voltaje de diodo por encima del voltaje en el punto donde se encuentra la difusión P (emisor), la corriente comenzará a fluir desde el emisor hacia la región de la base. Debido a que la región de la base está muy ligeramente dopada, la corriente adicional (en realidad, cargas en la región de la base) provoca una modulación de la conductividad, que reduce la resistencia de la parte de la base entre la unión del emisor y el terminal B2. Esta reducción de la resistencia significa que la unión del emisor está más polarizada hacia adelante y, por lo tanto, se inyecta aún más corriente. En general, el efecto es una resistencia negativa en el terminal del emisor. Esto es lo que hace que el UJT sea útil, especialmente en circuitos osciladores simples.
El transistor unijuntura fue inventado como un subproducto de la investigación sobre transistores de tetrodo de germanio en General Electric . [6] Fue patentado en 1953. Comercialmente, se fabricaron dispositivos de silicio. [7] Un número de pieza común es 2N2646.
