Objašnjeno 10 jednostavnih sklopova unijunkcijskog tranzistora (UJT)

U prethodnom postu smo sveobuhvatno saznali o kako djeluje jednokonusni tranzistor , u ovom ćemo postu razmotriti nekoliko zanimljivih aplikacijskih sklopova koji koriste ovaj nevjerojatni uređaj nazvan UJT.

Primjeri aplikacijskih sklopova koji koriste UJT koji su objašnjeni u članku su:

1. Generator impulsa
2. Pilasti generator
3. Slobodno pokrenuti multivibrator
4. Monostabilni multivibrator
5. Oscilator opće namjene
6. Jednostavni kristalni oscilator
7. RF odašiljač snage predajnika
8. Metronom
9. Zvono na vrata za 4 ulaza
10. LED bljeskalica

1) Generator impulsa kvadratnog vala

Prvi dizajn u nastavku prikazuje jednostavan sklop generatora impulsa koji se sastoji od UJT oscilatora (kao što je 2N2420, Q1) i silicija bipolarni izlazni tranzistor (poput BC547, Q2).

Izlazni napon UJT, dobiven preko otpora R3 od 47 oma, prebacuje bipolarni tranzistor između nekoliko pragova: zasićenja i prekida, generirajući izlazne impulse s vodoravnim vrhom.

Ovisno o vremenu isključenja (t) impulsa, izlazni valni oblik ponekad mogu biti uski pravokutni impulsi ili (kao što je naznačeno na izlaznim stezaljkama na slici 7-2) kvadratni val. Maksimalna amplituda izlaznog signala može biti do razine napajanja, odnosno +15 volti.

Frekvencija, odnosno frekvencija ciklusa, određuje se podešavanjem otpora potiska od 50 k i vrijednosti kondenzatora C1. Kada je otpor maksimalan s R1 + R2 = 51,6 k i s C1 = 0,5 µF, frekvencija f je = 47,2 Hz, a vrijeme isključenja (t) = 21,2 ms.

Kada je postavka otpora minimalna, vjerojatno će sa samo R1 na 1,6 k frekvencija biti, f = 1522 Hz i t = 0,66 ms.

Da bi se dobili dodatni frekvencijski rasponi, R1, R2 ili C1 ili svaki od njih može se izmijeniti i izračunati frekvenciju pomoću sljedeće formule:

t = 0,821 (R1 + R2) Cl

Gdje je t u sekundama, R1 i R2 u ohmima, a Cl u faradima, a f = 1 / t

Krug radi sa samo 20 mA od izvora od 15 Vdc, premda bi ovaj raspon mogao biti različit za različite UJT-ove i bipolare. Izlaz jednosmjerne spojnice može se vidjeti shematski, ali izmjenična spojnica može se konfigurirati postavljanjem kondenzatora C2 unutar visoko izlaznog kabela, kao što je prikazano na točkanoj slici.

Kapacitet ove jedinice mora biti približno između 0,1µF i 1µF, a najučinkovitija veličina može biti ona koja dovodi do minimalnih izobličenja izlaznog valnog oblika, kada se generator provodi kroz određeni idealni sustav opterećenja.

2) Točan generator pile

Osnovni pilasti generator s šiljastim šiljcima povoljan je u brojnim aplikacijama uključenim u mjerenje vremena, sinkronizaciju, pometanje itd. UJT-ovi proizvode ovu vrstu valnih oblika pomoću jednostavnih i jeftinih krugova. Shema u nastavku prikazuje jedan od ovih sklopova koji će, iako nije precizna oprema, pružiti pristojan ishod u malim laboratorijima cjenovnog razreda.

Ovaj je krug prvenstveno opuštajući oscilator, s izlazima izvučenim iz emitera i dviju baza. 2N2646 UJT priključen je u tipični oscilatorni krug za ove vrste jedinica.

Frekvencija, odnosno brzina ponavljanja, određuje se postavljanjem potenciometra za regulaciju frekvencije, R2. Kad god se ovaj lonac definira na najvišu razinu otpora, zbroj serijskog otpora s vremenskim kondenzatorom C1 postaje zbroj otpora lonca i graničnog otpora R1 (što je 54,6 k).

To uzrokuje frekvenciju od oko 219 Hz. Ako je R2 definiran na najmanju vrijednost, rezultirajući otpor u osnovi predstavlja vrijednost otpornika R1 ili 5,6 k, koji proizvodi frekvenciju od oko 2175 Hz. Dodatne frekvencije tangena i pragovi podešavanja mogu se implementirati jednostavnim mijenjanjem vrijednosti R1, R2, C1 ili mogu biti sve tri zajedno.

Izlaz pozitivnog šiljaka može se dobiti iz baze 1 UJT-a, dok negativni izlaz šiljaka kroz bazu 2 i pozitivni oblik pilastog vala kroz UJT emiter.

Iako je jednosmjerna izlazna sprega otkrivena na slici 7-3, izmjenična spojnica može se odrediti primjenom kondenzatora C2, C3 i C4 u izlaznim stezaljkama, kao što je prikazano kroz točkasto područje.

Ti kapaciteti vjerojatno će biti između 0,1 i 10µF, a utvrđena vrijednost temelji se na najvećoj kapacitivnosti koju određeni uređaj za opterećenje može riješiti bez narušavanja izlaznog valnog oblika. Krug radi pomoću oko 1,4 mA kroz napajanje istosmjerne struje od 9 volti. Svaki od otpornika ima ocjenu 1/2 vata.

3) Besplatni multivlbrator

UJT krug dokazan na dolje prikazanom dijagramu nalikuje krugovima relaksacijskog oscilatora objašnjenim u nekoliko prethodnih segmenata, osim što su njegove RC konstante odabrane da daju izlaz kvazi kvadratnih valova sličan onome kod standardnog tranzistoriziranog nestabilni multivibrator .

Unijunkcijski tranzistor tipa 2N2646 lijepo funkcionira unutar ove naznačene postavke. U osnovi postoje dva izlazna signala: negativni impuls na bazi UJT 2 i pozitivni impuls na bazi 1.

Maksimalna amplituda otvorenog kruga svakog od ovih signala je oko 0,56 volta, međutim to bi moglo malo odstupati ovisno o određenim UJT-ima. Pot za 10 k, R2, treba okrenuti za postizanje savršenog nagibnog ili vodoravnog izlaznog valnog oblika.

Ova kontrola lonca dodatno utječe na raspon frekvencije ili radni ciklus. S ovdje predstavljenim veličinama za R1, R2 i C1, frekvencija je oko 5 kHz za vrh s ravnim vrhom. Za ostala frekvencijska područja, možda biste željeli prilagoditi vrijednosti R1 ili C1 u skladu s tim, a za izračune upotrijebite sljedeću formulu:

f = 1 / 0,821 RC

gdje je f u Hz, R u ohmima, a C u faradima. Krug troši oko 2 mA od izvora napajanja od 6 V dc. Svi fiksni otpornici mogu se nazivati ​​1/2 vata.

4) Jednokratni multivibrator

Pozivajući se na sljedeći krug, nalazimo konfiguraciju a jednokratni ili monostabilni multivibrator . Mogu se vidjeti jednokonusni tranzistor s brojem 2N2420 i silicijski BJT 2N2712 (ili BC547) koji stvaraju usamljeni izlazni impuls fiksne amplitude za svako pojedinačno aktiviranje na ulaznom terminalu kruga.

U ovom određenom dizajnu, kondenzator C1 se puni razdjelnikom napona uspostavljenim pomoću R2, R3 i otporom baze do emitora tranzistora Q2, što dovodi do negativne strane Q2, a pozitivne Q1 strane.

Ovaj otporni djelitelj dodatno opskrbljuje emiter Q1 pozitivnim naponom koji je nešto manji od vršnog napona 2N2420 (pogledajte točku 2 u shemi).

U početku je Q2 u uključenom stanju što uzrokuje pad napona na otporniku R4, drastično smanjujući napon na izlaznim stezaljkama na 0. Kada se preko ulaznih stezaljki daje negativni impuls od 20 V, Q1 se pali, što uzrokuje trenutni pad napona na nulu na emiterskoj strani C1, što zauzvrat odstupa od Q2 negativne baze. Zbog toga se Q1 odsiječe, a napon kolektora Q1 brzo se povećava na +20 volti (primijetite impuls naznačen na izlaznim stezaljkama na dijagramu).

Napon i dalje ostaje oko te razine u intervalu t, ekvivalentnom vremenu pražnjenja kondenzatora C1 preko otpornika R3. Izlaz se nakon toga vraća na nulu i krug prelazi u stanje pripravnosti dok se ne primijeni sljedeći impuls.

Vremenski interval t i odgovarajuće širina impulsa (vrijeme) izlaznog impulsa, oslanjaju se na podešavanje regulacije širine impulsa s R3. Prema naznačenim vrijednostima R3 i C1, raspon vremenskog intervala može biti između 2 µs i 0,1 ms.

Pretpostavimo da R3 obuhvaća raspon otpora između 100 i 5000 ohma. Dodatni rasponi kašnjenja mogu se popraviti odgovarajućom izmjenom vrijednosti C1, R3 ili oboje, i uporabom formule: t = R3C1 gdje je t u sekundama, R3 u ohmima, a C1 u faradima.

Krug radi pomoću približno 11 mA kroz napajanje od 22,5 V istosmjerne struje. Međutim, ovo bi se moglo promijeniti u određenoj mjeri, ovisno o vrstama UJT i bipolarnim vrstama. Svi fiksni otpornici su 1/2 vata.

5) Oscilator opuštanja

Jednostavni oscilator za opuštanje nudi brojne primjene široko prepoznate od većine ljubitelja elektronike. Unijunkcijski tranzistor izuzetno je čvrsta i pouzdana aktivna komponenta primjenjiva u ovoj vrsti oscilatora. Shema u nastavku prikazuje temeljni UJT krug opuštajućeg oscilatora, koji radi s uređajem tipa 2N2646 UJT.

Izlaz je zapravo pomalo zakrivljeni pilasti val koji se sastoji od vršne amplitude koja približno odgovara naponu napajanja (koji je ovdje 22,5 V). U ovom dizajnu struja koja prolazi kroz izvor jednosmjerne struje preko otpornika R1 puni kondenzator C1. Rezultat toga je potencijalna razlika VEE koja se stalno nakuplja u C1.

U trenutku kada ovaj potencijal dosegne vršni napon 2N2646 (vidi točku 2. na slici 7-1 B), UJT se UKLJUČUJE i 'pali'. Time se kondenzator odmah prazni, ponovno isključujući UJT. To uzrokuje da kondenzator ponovo pokrene postupak punjenja i ciklus se jednostavno ponavlja.

Zbog ovog punjenja i pražnjenja kondenzatora, UJT se uključuje i isključuje s frekvencijom utvrđenom kroz vrijednosti R1 i C1 (s vrijednostima naznačenim na dijagramu, frekvencija je oko f = 312 Hz). Da biste postigli neku drugu učestalost, upotrijebite formulu: f = 1 / (0,821 R1 C1)

gdje je f u Hz, R1 u ohmima, a C1 u faradima. A potenciometar s odgovarajućim otporom mogao bi se koristiti umjesto fiksnog otpora, R1. To će omogućiti korisniku da postigne kontinuirano podesivu izlaznu frekvenciju.

Svi otpornici su 1/2 vata. Kondenzatori C1 i C2 mogu imati nazivnu snagu od 10 V ili 16 V, po mogućnosti tantal. Krug troši približno 6 mA od naznačenog raspona napajanja.

6) Spot frekvencijski generator

Sljedeća konfiguracija označava 100 kHz kristalni oscilator sklop koji bi se mogao koristiti u bilo kojoj standardnoj metodi poput alternativne standardne frekvencije ili spot frekvencijskog generatora.

Ovaj dizajn stvara deformirani izlazni val koji može biti vrlo prikladan u frekvencijskom standardu tako da možete garantirati čvrste harmonike opterećene RF frekvencijom.

Zajednički rad jednostrukog tranzistora i generatora harmonika diode 1N914 generira namijenjeni iskrivljeni valni oblik. U ovoj postavci, maleni promjenjivi kondenzator od 100 pF, C1, omogućuje malo podešavanje frekvencije kristala od 100 kHz, kako bi se pružio povećani harmonik, na primjer 5 MHz, do nultog ritma sa standardnim frekvencijskim signalom WWV / WWVH .

Izlazni signal proizvodi se preko visokofrekventne prigušnice od 1 mH (RFC1) koja bi trebala imati niži istosmjerni otpor. Ovaj signal daje se diodi 1N914 (D1) koja je jednosmjerno pristrana pomoću R3 i R4 radi postizanja maksimalnog nelinearnog dijela svoje karakteristike vodljivosti prema naprijed, da bi dodatno izobličila izlazni valni oblik od UJT.

Dok se koristi ovaj oscilator, varijabilni potporni val R3 je fiksiran za postizanje najsnažnijeg prijenosa s predloženim harmonikom od 100 kHz. Otpornik R3 djeluje poput graničnika struje kako bi zaustavio izravnu primjenu napajanja od 9 volti na diodi.

Oscilator troši oko 2,5 mA od napajanja od 9 Vdc, ali to bi se moglo relativno promijeniti ovisno o određenim UJT-ima. Kondenzator C1 trebao bi biti patuljasti zračni tip, a ostali kondenzatori su liskun ili posrebreni liskun. Svi fiksni otpornici nazivne su snage 1 W.

7) RF detektor odašiljača

The RF detektor krug prikazan na sljedećem dijagramu može se napajati izravno iz RF valova odašiljača koji se mjeri. Pruža promjenjivu podešenu frekvenciju zvuka u priključenim slušalicama visoke impedancije. Razina zvuka ovog izlaznog zvuka određuje se energijom RF, ali bi mogla biti sasvim dovoljna čak i kod odašiljača s malim napajanjem.

Izlazni signal uzorkuje se kroz zavojnicu L1 RF, koja se sastoji od 2 ili 3 namota izolirane priključne žice čvrsto postavljene blizu izlazne zavojnice spremnika odašiljača. RF frekvencija se pretvara u istosmjernu struju kroz sklop s diodnom diodom, koji se sastoji od kondenzatora C1, diode D1 i otpornika filtra R1. Rezultirajući ispravljeni istosmjerni tok koristi se za prebacivanje unijunkcijskog tranzistora u krug relaksacijskog oscilatora. Izlaz ovog oscilatora dovodi se u priključene slušalice visoke impedancije preko kondenzatora za spajanje C3 i izlazne utičnice J1.

Ton signala koji su se pojavili u slušalicama mogao bi se izmijeniti u pristojnom opsegu kroz lonac R2. Frekvencija tona bit će negdje oko 162 Hz kada se R2 prilagodi na 15 k. Alternativno, frekvencija će biti otprilike 2436 Hz kada je R2 definiran na 1 k.

Razinom zvuka može se manipulirati okretanjem L1 bliže ili dalje od mreže spremnika LC predajnika, obično će se identificirati mjesto koje pruža razumnu glasnoću za najosnovniju uporabu.

Krug se može konstruirati unutar kompaktne, uzemljene metalne posude. Obično bi se to moglo postaviti na određenoj udaljenosti od odašiljača, kada se koristi pristojna upletena para ili fleksibilni koaksijalni kabel i kada je L1 spojen na donji terminal zavojnice spremnika.

Svi fiksni otpornici nazivaju se 1/2 vata. Kondenzator C1 mora biti stupnjevan da tolerira najviši istosmjerni napon koji bi se nenamjerno mogao osjetiti u krugovima C2 i C3, s druge strane, mogu biti bilo koji praktični niskonaponski uređaji.

8) krug metronoma

Donja postavka prikazuje potpuno elektronički metronom koji koristi 2N2646 tranzicijski tranzistor. Metronom je vrlo zgodan mali uređaj za mnoge glazbene umjetnike i druge koji traže skladne zvučne note tijekom skladanja ili pjevanja.

Vozeći 21/2 inčni zvučnik, ovaj sklop dolazi s pristojnim zvukom velike glasnoće, poput pop-a. Metronom bi mogao biti stvoren prilično kompaktan, zvučni izlazi za zvučnike i baterije jedini su njegovi najveći elementi, a budući da se napaja na baterije i stoga je u potpunosti prenosiv.

Krug je zapravo oscilator opuštanja podesive frekvencije koji je uparen kroz transformator u zvučnik od 4 ohma. Brzina otkucaja može se mijenjati od otprilike 1 u sekundi (60 u minuti) do oko 10 u sekundi (600 u minuti) pomoću žice od 10 k žica, R2.

Izlazna razina zvuka može se mijenjati pomoću 1 k, 5 vata, žice, R4. Izlazni transformator T1 zapravo je mala 125: 3,2 ohmska jedinica. Krug povlači 4 mA za minimalnu brzinu otkucaja metronoma i 7 mA za vrijeme najbržeg ritma, iako bi to moglo varirati ovisno o određenim UJT-ima. Baterija od 24 V ponudit će izvrsnu uslugu s ovim smanjenim pražnjenjem struje. Elektrolitički kondenzator C1 ima snagu od 50 V. Otpornici R1 i R3 imaju 1/2 vata, a potenciometri R2 i R4 su žičani.

9) Signalni sustav zasnovan na tonu

Dijagram spojeva prikazan dolje omogućuje izvlačenje neovisnog audio signala iz svakog od naznačenih kanala. Ti kanali mogu uključivati ​​jedinstvena vrata unutar zgrade, razne stolove na radnom mjestu, razne prostorije u kući ili bilo koja druga područja na kojima se može raditi s gumbima.

Mjesto koje može signalizirati zvuk može se prepoznati po njegovoj specifičnoj frekvenciji tona. Ali to može biti izvedivo samo ako se koristi manji broj kanala i ako su frekvencije tonova znatno široko udaljene (na primjer, 400 Hz i 1000 Hz), tako da ih naše uho lako može prepoznati.

Krug se opet temelji na jednostavnom konceptu opuštajućeg oscilatora, koristeći unijunkcijski tranzistor tipa 2N2646 za generiranje zvučne note i putovanje preko zvučnika. Frekvencija tona definira se kroz kondenzator C1 i jedan od 10 k žica s ozvučenim žicama (R1 do Rn). Čim se potenciometar postavi na 10k ohma, frekvencija je oko 259 Hz kada je lonac postavljen na 1k, frekvencija je otprilike 2591 Hz.

Oscilator je povezan sa zvučnikom preko izlaznog transformatora T1, malene 125: 3,2 ohmske jedinice s nepovezanom primarnom bočnom središnjom slavinom. Krug radi s oko 9 mA od napajanja od 15 V.

10) LED bljeskalica

Vrlo jednostavan LED bljeskalica ili LED žmigavac mogao bi se izraditi pomoću običnog sklopa opuštajućeg oscilatora temeljenog na UJT-u, kao što je prikazano dolje.

Rad tvrtke LED bljeskalica je vrlo osnovno. Brzina treptanja određena je elementima R1, C2. Kada se primijeni snaga, kondenzator C2 polako započinje punjenje putem otpornika R1.

Čim razina napona na kondenzatoru prijeđe prag paljenja UJT-a, on se pali i svijetli LED. Kondenzator C2 se sada počinje isprazniti kroz LED diodu, sve dok potencijal preko Cr ne padne ispod praga zadržavanja UJT-a, koji se isključi, ISKLJUČUjući LED. Ovaj se ciklus neprestano ponavlja, zbog čega LED lampica naizmjence trepće.

Razinu svjetline LED-a određuje R2, čija bi se vrijednost mogla izračunati pomoću sljedeće formule:

R2 = Opskrba V - LED prednja V / LED struja

12 - 3,3 / .02 = 435 Ohma, pa se čini da je 470 ohma točna vrijednost za predloženi dizajn.