Nội dung

Giáo trình Linh Kiện Điện Tử Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - Khi chưa áp VEE vào cực phát E (cực phát E để hở) thỏi bán dẫn là một điện trở với nguồn điện thế VBB, được ký hiệu RBB và gọi là điện trở liên nền (thường có trị số từ 4 KΩ đến 10 KΩ). Từ mô hình tương đương ta thấy Diod được dùng để diễn tả nối P-N giữa vùng P và vùng n-. Điện trở RB1 và RB2 diễn tả điện trở của thỏi bán dẫn n-. Như vậy: R BB = R B1 + R B 2 I E =0 Vậy điện thế tại điểm A là: VA = R B1 VBB = η.VBB > 0 R B1 + R B 2 Trong đó: η = R B1 R = B1 R B1 + R B 2 R BB được gọi là tỉ số nội tại (intrinsic stand – off) RBB và η được cho bởi nhà sản xuất. - Bây giờ, ta cấp nguồn VEE vào cực phát và nền B1 (cực dương nối về cực phát). Khi VEE=0V (nối cực phát E xuống mass), vì VA có điện thế dương nên Diod được phân cực nghịch và ta chỉ có một dòng điện rỉ nhỏ chạy ra từ cực phát. tăng VEE lớn dần, dòng điện IE bắt đầu tăng theo chiều dương (dòng rỉ ngược IE giảm dần, và triệt tiêu, sau đó dương dần). Khi VE có trị số VE=VD+VA VE=0,5V + η VB2B1 (ở đây VB2B1 = VBB) thì Diod phân cực thậun và bắt đầu dẫn điện mạnh. UJT. Điện thế VE=0,5V + η VB2B1=VP được gọi là điện thế đỉnh (peak-point voltage) của VE VE Đỉnh VP VP 0 VV 0 IP Vùng điện trở âm IV Thung lũng VV IE 0 IV IE Hình 26 Trang 141 Biên soạn: Trương Văn Tám Giáo trình Linh Kiện Điện Tử Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Khi VE=VP, nối P-N phân cực thuận, lỗ trống từ vùng phát khuếch tán vào vùng nvà di chuyển đến vùng nền B1, lúc đó lỗ trống cũng hút các điện tử từ mass lên. Vì độ dẫn điện của chất bán dẫn là một hàm số của mật độ điện tử di động nên điện trở RB1 giảm. Kết quả là lúc đó dòng IE tăng và điện thế VE giảm. Ta có một vùng điện trở âm. Điện trở động nhìn từ cực phát E trong vùng điện trở âm là: rd = − ∆VE ∆I E Khi IE tăng, RB1 giảm trong lúc RB2 ít bị ảnh hưởng nên điện trở liên nền RBB giảm. Khi IE đủ lớn, điện trở liên nền RBB chủ yếu là RB2. Kết thúc vùng điện trở âm là vùng thung lũng, lúc đó dòng IE đủ lớn và RB1 quá nhỏ không giảm nữa (chú ý là dòng ra cực nền B1) gồm có dòng điện liên nền IB cộng với dòng phát IE ) nên VE không giảm mà bắt đầu tăng khi IE tăng. Vùng này được gọi là vùng bảo hòa. Như vây ta nhận thấy: - Dòng đỉnh IP là dòng tối thiểu của cực phát E để đặt UJT hoạt động trong vùng điện trở âm. Dòng điện thung lũng IV là dòng điện tối đa của IE trong vùng điện trở âm. - Tương tự, điện thế đỉnh VP là điện thế thung lũng VV là điện thế tối đa và tối thiểu của VEB1 đặt UJT trong vùng điện trở âm. Trong các ứng dụng của UJT, người ta cho UJT hoạt động trong vùng điện trở âm, muốn vậy, ta phải xác định điện trở RE để IP VP VEB1 VEB1 REmax REmin VP R Q B2 + VEB1 - B1 IE 0 VV IE 0 IP IV Hình 27 Trang 142 Biên soạn: Trương Văn Tám Giáo trình Linh Kiện Điện Tử Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Ta có: R E max = − Và R E min = − Như vậy: V − VP VBB − VP ∆V = − BB = ∆I 0 − IP IP V − VV VBB − VV ∆V = − BB = ∆I 0 − IV IV VBB − VV V − VP ≤ R E ≤ BB IV IP 2. Các thông số kỹ thuật của UJT và vấn đề ổn định nhiệt cho đỉnh: Sau đây là các thông số của UJT: - Điện trở liên nền RBB: là điện trở giữa hai cực nên khi cực phát để hở. RBB tăng khi nhiệt độ tăng theo hệ số 0,8%/1oC - Tỉ số nội tại: η = R B1 R = B1 Tỉ số này cũng được định nghĩa khi cực phát E R B1 + R B 2 R BB để hở. - Điện thế đỉnh VP và dòng điện đỉnh IP. VP giảm khi nhiệt độ tăng vì điện thế ngưỡng của nối PN giảm khi nhiệt độ tăng. Dòng IP giảm khi VBB tăng. tăng. - Điện thế thung lũng VV và dòng điện thung lũng IV. Cả VV và IV đều tăng khi VBB - Điện thế cực phát bảo hòa VEsat: là hiệu điện thế giữa cực phát E và cực nền B1 được đo ở IE=10mA hay hơn và VBB ở 10V. Trị số thông thường của VEsat là 4 volt (lớn hơn nhiều so với diod thường). Ổn định nhiệt cho đỉnh: Điện thế đỉnh VP là thông số quan trọng nhất của UJT. Như đã thấy, sự thay đổi của điện thế đỉnh VP chủ yếu là do điện thế ngưỡng của nối PN vì tỉ số η thay đổi không đáng kể. Người ta ổn định nhiệt cho VP bằng cách thêm một điện trở nhỏ R2 (thường khoảng vài trăm ohm) giữa nền B2 và nguồn VBB. Ngoài ra người ta cũng mắc một điện trở nhỏ R1 cũng khoảng vài trăm ohm ở cực nền B1 để lấy tín hiệu ra. Trang 143 Biên soạn: Trương Văn Tám Giáo trình Linh Kiện Điện Tử Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com R2 B2 E VBB B1 R1 Hình 28 Khi nhiệt độ tăng, điện trở liên nền RBB tăng nên điện thế liên nền VB2B1 tăng. Chọn R2 sao cho sự tăng của VB2B1 bù trừ sự giảm của điện thế ngưỡng của nối PN. Trị của R2 được chọn gần đúng theo công thức: R 2 ≈ (0,4 → 0,8)R BB ηVBB Ngoài ra R2 còn phụ thuộc vào cấu tạo của UJT. Trị chọn theo thực nghiệm khoảng vài trăm ohm. 3. Ứng dụng đơn giản của UJT: Mạch dao động thư giãn (relaxation oscillator) R E 10K R2 330 VB2 E VBB +12V VC1 = VP Người ta thường dùng UJT làm thành một mạch dao động tạo xung. Dạng mạch và trị số các linh kiện điển hình như sau: VE C1 nạp VB2 C1 xã (rất nhanh) t VB1 t VB1 C1 .1 R1 22 t 0 VP VE VV Hình 29 Trang 144 Biên soạn: Trương Văn Tám t Giáo trình Linh Kiện Điện Tử Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Khi cấp điện, tụ C1 bắt đầu nạp điện qua điện trở RE. (Diod phát-nền 1 bị phân cực nghịch, dòng điện phát IE xấp xỉ bằng không). Điện thế hai đầu tụ tăng dần, khi đến điện thế đỉnh VP, UJT bắt đều dẫn điện. Tụ C1 phóng nhanh qua UJT và điện trở R1. Điện thế hai đầu tụ (tức VE) giảm nhanh đến điện thế thung lũng VV. Đến đây UJT bắt đầu ngưng và chu kỳ mới lập lại. * Dùng UJT tạo xung kích cho SCR 5,6K 20K + 470uF - V=20V z Tải 330 100K UJT F1 B2 FUSE E .1 B1 SCR 110V/50Hz 220V/50Hz 47 Hình 30 - Bán kỳ dương nếu có xung đưa vào cực cổng thì SCR dẫn điện. Bán kỳ âm SCR ngưng. - Điều chỉnh góc dẫn của SCR bằng cách thay đổi tần số dao động của UJT. VIII. PUT (Programmable Unijunction Transistor). Như tên gọi, PUT giống như một UJT có đặc tính thay đổi được. Tuy vậy về cấu tạo, PUT khác hẳn UJT Anod A Anod A P N IA G Cổng G Cổng K Catod Cấu tạo R B2 R VAK P N A VAA K Catod Ký hiệu K VGK R B1 Phân cực Hình 31 Trang 145 Biên soạn: Trương Văn Tám Giáo trình Linh Kiện Điện Tử Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Để ý là cổng G nằm ở vùng N gần anod nên để PUT dẫn điện, ngoài việc điện thế anod lớn hơn điện thế catod, điện thế anod còn phải lớn hơn điện thế cổng một điện thế ngưỡng của nối PN. Ta có: VGK = R B1 VBB = ηVBB R B1 + R B 2 Trong đó: η = R B1 như được định nghĩa trong UJT R B1 + R B 2 Tuy nhiên, nên nhớ là UJT, RB1và RB2 là điện trở nội của UJT, Trong lúc ở PUT, RB1 và RB2 là các điện trở phân cực bên ngoài. Đặc tuyến của dòng IA theo điện thế cổng VAK cũng giống như ở UJT Điện thế đỉnh VP được tính bởi: VP = VD+ηVBB VP VAK Vùng điện trở âm mà VD = 0,7V (thí dụ Si) VG = ηVBB ⇒ VP = VG + 0,7V 0 IV IP IA Hình 32 Tuy PUT và UJT có đặc tính giống nhau nhưng dòng điện đỉnh và thung lũng của PUT nhỏ hơn UJT + Mạch dao động thư giãn dùng PUT +VBB R VA A Nạp G R B2 Xả VP C VV K R R B1 K t 0 Hình 33 Trang 146 Biên soạn: Trương Văn Tám Giáo trình Linh Kiện Điện Tử Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Chú ý trong mạch dùng PUT, ngõ xả của tụ điện là anod. Tín hiệu ra được sử dụng thường lấy ở catod (và có thể dùng kích SCR như ở UJT) VG VK = ηVBB t VK VK = VP-VV t Hình 34 Trang 147 Biên soạn: Trương Văn Tám