10 Simple Unijunction Transistor (UJT) -kretsar förklarade

I det tidigare inlägget lärde vi oss omfattande om hur en unijunction transistor fungerar , i det här inlägget kommer vi att diskutera några intressanta applikationskretsar med hjälp av denna fantastiska enhet som heter UJT.

Exempel på applikationskretsar som använder UJT som förklaras i artikeln är:

1. Pulsgenerator
2. Sågtandsgenerator
3. Fri kör multivibrator
4. Monostabil multivibrator
5. Allmän oscillator
6. Enkel kristalloscillator
7. Sändares RF-hållfasthetsdetektor
8. Metronom
9. Dörrklocka för 4 ingångar
10. LED-blinkare

1) Square Wave Pulse Generator

Den första designen nedan visar en enkel pulsgeneratorkrets som består av en UJT-oscillator (som 2N2420, Q1) och ett kisel bipolär utgångstransistor (som BC547, Q2).

UJT-utspänningen, som erhålls över 47 ohm-motståndet R3, växlar den bipolära transistorn mellan ett par trösklar: mättnad och avstängning, vilket genererar horisontella topputgångspulser.

Beroende på avstängningstiden (t) för pulsen kan utgångsvågformen ibland vara smala rektangulära pulser eller (som indikeras över utgångarna i fig. 7-2) en fyrkantig våg. Utgångssignalens maximala amplitud kan vara upp till matningsnivån, det vill säga +15 volt.

Frekvensen, eller cykelfrekvensen, bestäms av justeringen av ett 50 k pottmotstånd och kondensatorvärdet för Cl. När motståndet är maximalt med R1 + R2 = 51,6 k och med C1 = 0,5 µF är frekvensen f = 47,2 Hz och avstängningen (t) = 21,2 ms.

När motståndsinställningen är minimal, troligen med endast R1 vid 1,6 k, kommer frekvensen att vara, f = 1522 Hz och t = 0,66 ms.

För att få ytterligare frekvensområden kan R1, R2 eller C1 eller var och en av dessa modifieras och frekvensen beräknas med följande formel:

t = 0,821 (R1 + R2) Cl

Där t är i sekunder, R1 och R2 i ohm, och Cl i farads, och f = 1 / t

Kretsen fungerar med bara 20 mA från 15 Vdc-källan, även om detta intervall kan vara annorlunda för olika UJT och bipolarer. DC-utgångskopplingen kan ses i schematisk form, men växelströmskoppling kan konfigureras genom att placera en kondensator C2 i den höga utgångsledningen, vilket visas genom den prickade bilden.

Kapacitansen hos denna enhet måste vara ungefär mellan 0,1 µF och 1 µF, den mest effektiva storleken kan vara den som medför minimal distorsion av utgångsvågformen, när generatorn körs genom ett specifikt idealiskt belastningssystem.

2) Exakt sågtandgenerator

En grundläggande sågtandgenerator med spetsiga spikar är fördelaktig i ett antal appar som är involverade i timing, synkronisering, svepning och så vidare. UJT producerar denna typ av vågformer med enkla och billiga kretsar. Schemat nedan visar en av dessa kretsar som, även om de inte är en precisionsutrustning, kommer att ge ett anständigt resultat i små prisklasser.

Denna krets är främst en avslappningsoscillator, med utgångar extraherade från sändaren och de två baserna. 2N2646 UJT är ansluten i den typiska oscillatorkretsen för dessa typer av enheter.

Frekvensen, eller repetitionsfrekvensen, bestäms från inställningen av frekvensstyrningspotentiometern, R2. Varje gång denna kruka definieras till sin högsta motståndsnivå blir summan av seriemotståndet med tidskondensatorn C1 summan av krukmotståndet och det begränsande motståndet, R1 (vilket är 54,6 k).

Detta orsakar en frekvens på cirka 219 Hz. Om R2 definieras till sitt minimivärde representerar det resulterande motståndet i huvudsak värdet på motståndet R1, eller 5,6 k, vilket ger en frekvens på cirka 2175 Hz. Ytterligare frekvensljud och inställningströsklar kan implementeras helt enkelt genom att ändra R1-, R2-, Cl-värden eller kan vara alla tre tillsammans.

En positiv spikad utgång kan erhållas från bas 1 i UJT, medan en negativ spikad utgång genom bas 2 och en positiv sågtandvågform genom UJT-sändaren.

Även om likströmskoppling avslöjas i figur 7-3, kan växlingskoppling bestämmas genom att applicera kondensatorer C2, C3 och C4 i utgångsterminalerna, såsom visas genom det prickade området.

Dessa kapacitanser kommer troligen att ligga mellan 0,1 och 10 µF, varvid det bestämda värdet baseras på den högsta kapacitansen som kan tacklas av en specifik belastningsanordning utan att snedvrida utgångsvågformen. Kretsen arbetar med cirka 1,4 mA via 9 volt likströmsförsörjning. Var och en av motstånden är märkt till 1/2 watt.

3) Gratis-löpande multivlbrator

UJT-kretsen som bevisats i det nedan visade diagrammet liknar avslappningsoscillatorkretsarna som förklarats i ett par tidigare segment, bortsett från att dess RC-konstanter råkar vara valda för att ge kvasi-fyrkantvågsutgång liknande den för en standardtransistoriserad astabel multivibrator .

Typ 2N2646 unijunction transistor fungerar snyggt inuti denna angivna inställning. Det finns i princip två utsignaler: en negativ puls vid UJT-bas 2 och en positiv puls vid bas 1.

Den öppna kretsens maximala amplitud för var och en av dessa signaler är cirka 0,56 volt, men detta kan avvika lite beroende på specifika UJT. 10-krukan, R2, ska vridas för att få en perfekt lutning eller horisontell toppad utgångsvågform.

Denna pottkontroll påverkar dessutom frekvensområdet eller arbetscykeln. Med storheterna som presenteras här för R1, R2 och C1 är frekvensen cirka 5 kHz för en topp med topp. För andra frekvensområden kanske du vill justera R1- eller C1-värdena och använda följande formel för beräkningarna:

f = 1 / 0,821 RC

där f är i Hz, R i ohm och C i farads. Kretsen förbrukar cirka 2 mA från 6 V likströmskällan. Alla fasta motstånd kan klassas till 1/2 watt.

4) One-Shot Multivibrator

Med hänvisning till följande krets hittar vi en konfiguration av a one-shot eller en monostabil multivibrator . En 2N2420-nummer unjunktionstransistor och en 2N2712 (eller BC547) kisel BJT kan ses tillsammans för att generera en ensam, fast amplitudutgångspuls för varje enskild utlösning vid kretsens ingång.

I denna speciella konstruktion laddas kondensatorn Cl av spänningsdelaren som upprättats av R2, R3 och bas-till-emitter-motståndet hos transistorn Q2, vilket orsakar dess Q2-sida negativ och dess Q1-sida positiv.

Denna resistiva delare förser dessutom Q1-emittern med en positiv spänning som är något mindre än toppspänningen för 2N2420 (se punkt 2 i schemat).

I början är Q2 i PÅ-läge vilket orsakar ett spänningsfall över motståndet R4, vilket minskar spänningen vid utgångsplintarna drastiskt till 0. När en 20 V negativ puls ges över ingångsplintarna, avfyrar Q1, vilket orsakar en omedelbart spänningsfall till noll vid sändarsidan av C1, vilket i sin tur förspänner Q2-basens negativa. På grund av detta stängs Q1 av och Q1-kollektorspänningen ökar snabbt till +20 volt (observera pulsen som anges över utgångarna i diagrammet).

Spänningen fortsätter att ligga runt denna nivå under ett intervall t, motsvarande urladdningstiden för kondensatorn Cl via motståndet R3. Utgången sjunker därefter tillbaka till noll och kretsen går i beredskapsläge tills nästa puls appliceras.

Tidsintervall t och motsvarande pulsbredd (tid) för utgångspulsen förlitar sig på justeringen av pulsbreddskontrollen med R3. Enligt de angivna värdena för R3 och Cl kan tidsintervallintervallet vara mellan 2 µs och 0,1 ms.

Antar att R3 omfattar motståndsområdet mellan 100 och 5000 ohm. Ytterligare fördröjningsintervall kan fixeras genom att på lämpligt sätt ändra värdena för C1, R3 eller båda och med formeln: t = R3C1 där t är i sekunder, R3 i ohm och C1 i farads.

Kretsen arbetar med ungefär 11 mA genom 22,5 V likström. Detta kan dock troligen förändras i viss utsträckning beroende på UJT och bipolära typer. Alla fasta motstånd är 1/2 watt.

5) Avslappningsoscillator

En enkel avslappningsoscillator erbjuder många applikationer som är allmänt kända av de flesta elektronikhobbyister. Unijunction-transistorn är en anmärkningsvärt tuff och pålitlig aktiv komponent som kan användas i denna typ av oscillatorer. Schemat nedan visar den grundläggande UJT-avslappningsoscillatorkretsen, som arbetar med en typ 2N2646 UJT-enhet.

Utgången är faktiskt något krökt sågtandvåg bestående av toppamplitud som ungefär motsvarar matningsspänningen (vilket är 22,5 V här). I denna konstruktion laddar ström som strömmar genom likströmskällan via motståndet R1 kondensatorn Cl. En potentiell skillnad VEE som ett resultat ackumuleras stadigt över C1.

I det ögonblick denna potential når toppspänningen för 2N2646 (se punkt 2 i fig. 7-1 B) slås UJT PÅ och 'avfyrar'. Detta urladdar omedelbart kondensatorn och stänger av UJT igen. Detta får kondensatorn att starta laddningsprocessen igen, och cykeln fortsätter helt enkelt att upprepas.

På grund av denna laddning och urladdning av kondensatorn slås UJT på och av med en frekvens fastställd genom värdena R1 och C1 (med värdena som anges i diagrammet är frekvensen runt f = 312 Hz). För att uppnå någon annan frekvens, använd formeln: f = 1 / (0,821 R1 Cl)

där f är i Hz, R1 i ohm och C1 i farads. A potentiometer med lämpligt motstånd kan användas istället för det fasta motståndet, R1. Detta gör det möjligt för användaren att uppnå en kontinuerligt justerbar frekvensutgång.

Alla motstånd är 1/2 watt. Kondensatorer Cl och C2 kan klassas till 10 V eller 16 V, företrädesvis en tantal. Kretsen förbrukar ungefär 6 mA från det angivna matningsområdet.

6) Spotfrekvensgenerator

Följande konfiguration indikerar 100 kHz kristalloscillator krets som kan användas i vilken standardmetod som helst som en alternativ standardfrekvens eller spotfrekvensgenerator.

Denna design ger en deformerad utgångsvåg som kan vara mycket lämplig i en frekvensstandard så att du kan garantera solida övertoner laddade med RF-spektrumet.

Den gemensamma bearbetningen av unijunction-transistorn och 1N914-diodharmongeneratorn genererar den avsedda förvrängda vågformen. I denna inställning möjliggör en liten 100 pF variabel kondensator, C1, att frekvensen hos 100 kHz-kristallen kan justeras lite, för att ge en ökad överton, till exempel 5 MHz, till nollslag med en WWV / WWVH-standardfrekvenssignal .

Utsignalen produceras över 1 mH RF-choke (RFC1) som antas ha ett lägre likströmsmotstånd. Denna signal ges till 1N914-dioden (D1) som är likspänd med hjälp av R3 och R4 för att uppnå en maximal icke-linjär del av dess framåtriktade ledningskarakteristik, för att dessutom förvränga utgångsvågformen från UJT.

Medan denna oscillator används är den variabla vågformspotten, R3, fixerad för att uppnå den mest kraftfulla överföringen med den föreslagna övertonen på 100 kHz. Motstånd R3 fungerar helt enkelt som en strömbegränsare för att stoppa direkt applicering av 9 volts matning över dioden.

Oscillatorn förbrukar cirka 2,5 mA från 9 Vdc-matningen, men detta kan förändras relativt beroende på specifika UJT. Kondensator C1 bör vara en dvärgluftstyp, de övriga kondensatorerna är glimmer eller silverfärgat glimmer. Alla fasta motstånd är märkta till 1 watt.

7) RF-detektor för sändare

De RF-detektor krets som visas i följande diagram kan drivas direkt från RF-vågor från en sändare som mäts. Det ger en variabel avstämd ljudfrekvens i anslutna hörlurar med hög impedans. Ljudnivån för denna ljudutgång bestäms av RF-energin, men kan vara tillräckligt även med sändare med låg effekt.

Utgångssignalen samplas genom L1 rf-pickup-spolen, bestående av 2 eller 3 lindning av isolerad anslutningstråd som sitter ordentligt nära sändarens utmatningsbehållarspole. RF-spänningen omvandlas till DC via en shunt-diodkrets, bestående av blockerande kondensator C1, diod D1 och filtermotstånd R1. Den resulterande likriktade likströmmen används för att koppla om ununktionstransistorn i en avkopplingsoscillatorkrets. Utgången från denna oscillator matas till en ansluten hörlurar med hög impedans via kopplingskondensator C3 och utgångsuttaget J1.

Signaltonen som plockades upp i hörlurarna kunde ändras över ett anständigt intervall genom potten R2. Tonfrekvensen kommer att ligga någonstans runt 162 Hz när R2 justeras till 15 k. Alternativt kommer frekvensen att vara ungefär 2436 Hz när R2 definieras till 1 k.

Ljudnivån kan manipuleras genom att rotera L1 närmare eller bort från sändarens LC-tanknätverk, typiskt kommer en plats att identifieras som ger rimlig volym för de flesta grundläggande användningar.

Kretsen kan konstrueras i en kompakt, jordad metallbehållare. Vanligtvis skulle detta kunna placeras på ett ganska bra avstånd från sändaren, när ett tvinnat par av anständig kvalitet eller en flexibel koaxialkabel används och när L1 är ansluten till den nedre terminalen på tankspolen.

Alla fasta motstånd är märkta till 1/2 watt. Kondensatorn Cl måste graderas för att tolerera den högsta likspänningen som oavsiktligt kan upplevas i kretsen C2 och C3, å andra sidan, kan vara alla praktiska lågspänningsanordningar.

8) Metronomkrets

Uppsättningen nedan visar en helt elektronisk metronom med en 2N2646 unijunction transistor. En metronom är en mycket praktisk liten enhet för många musikartister och andra som letar efter en jämnt avstämd hörbar ton under musikkomposition eller sång.

Kör en 21/2 tums högtalare, den här kretsen kommer med en anständig, hög volym, pop som ljud. Metronomen kan skapas ganska kompakt, högtalar- och batteriljudutgångarna är de enda elementen som har störst storlek, och eftersom den är batteridriven och därför är helt bärbar.

Kretsen är faktiskt en justerbar frekvensavslappningsoscillator som är ihopkopplad genom en transformator till 4 ohm-högtalaren. Slagfrekvensen kan varieras från ungefär 1 per sekund (60 per minut) till cirka 10 per sekund (600 per minut) med en 10 k trådlindad kruka, R2.

Ljudnivån kan ändras genom en 1 k, 5 watt, trådlindad kruka, R4. Utgångstransformatorn T1 är faktiskt en liten enhet på 125: 3,2 ohm. Kretsen drar 4 mA för den lägsta slaghastigheten för metronomen och 7 mA under den snabbaste taktfrekvensen, även om detta kan variera beroende på specifika UJT. Ett 24 V-batteri erbjuder utmärkt service med detta reducerade strömavlopp. Elektrolytkondensatorn C1 är klassad till 50 V. Motstånden R1 och R3 är 1/2 watt och potentiometrarna R2 och R4 är trådlindade typer.

9) Tonbaserat signalsystem

Kopplingsschemat som visas nedan gör det möjligt att extrahera en oberoende ljudsignal från var och en av de angivna kanalerna. Dessa kanaler kan inkludera unika dörrar inuti en byggnad, olika bord på en arbetsplats, olika rum i ett hus eller andra områden där man kan arbeta med tryckknappar.

Platsen som kan signalera ljudet kan identifieras med dess specifika tonfrekvens. Men detta kan bara vara möjligt när ett mindre antal kanaler används och att tonfrekvenserna är betydligt breda från varandra (till exempel 400 Hz och 1000 Hz) så att de lätt kan urskiljas av vårt öra.

Kretsen är återigen baserad på ett enkelt avslappningsoscillatorkoncept med en typ 2N2646 unijunction-transistor för att generera ljudnoten och pendla en högtalare. Tonfrekvensen definieras genom kondensator Cl och en av de 10 k trådlindade krukorna (R1 till Rn). Så snart potentiometern är inställd på 10k ohm är frekvensen cirka 259 Hz när potten är inställd på 1k, frekvensen är ungefär 2591 Hz.

Oscillatorn är ansluten till högtalaren via en utgångstransformator T1, en liten 125: 3,2 ohm enhet med primär sidokran utan koppling. Kretsen fungerar med någonstans cirka 9 mA från 15 V-matningen.

10) LED-blinkare

En mycket enkel LED-blinkare eller LED-blinkare kan byggas med en vanlig UJT-baserad avslappningsoscillatorkrets som visas nedan.

Arbetet med LED-blinkare är mycket grundläggande. Blinkningshastigheten bestäms av R1, C2-elementen. När ström tillförs börjar kondensatorn C2 långsamt att laddas via motståndet R1.

Så snart spänningsnivån över kondensatorn överstiger UJT: s tändtröskel, tänds den och slår på lysdioden. Kondensatorn C2 börjar nu urladdas genom lysdioden tills potentialen över Cr sjunker under UJT: s hålltröskel, som stängs av och slår AV LED: n. Denna cykel fortsätter att upprepas, vilket gör att lysdioden blinkar växelvis.

LED-ljusstyrkan bestäms av R2, vars värde kan beräknas med följande formel:

R2 = Supply V - LED Forward V / LED Current

12 - 3.3 / .02 = 435 ohm, så 470 ohm verkar vara rätt värde för den föreslagna designen.