โครงสร้างและสัญลักษณ์ของ UJT

ยูเจที (UJT)  ย่อมาจาก Unijunction Transistor ” อ่านออกเสียงว่า ยูนิจังชั่น ทรานซิสเตอร์   เป็นตัวอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่มีโครงสร้างเป็นสารกึ่งตัวนำชนิด N แท่งหนึ่งแล้วทำการต่อขั้วเข้าที่ปลายของสารกึ่งตัวนำนั้น โดยนำแท่งสารกึ่งตัวนำชนิด P มาต่อให้เกิดรอยต่อที่บริเวณตรงกลางแท่งสารกึ่งตัวนำชนิด N ค่อนไปทางด้านบนเล็กน้อย ดังรูปที่ 1 ตรงรอยต่อสารกึ่งตัวนำชนิด N และสารกึ่งตัวนำชนิด P จะเสมือนกับเป็นไดโอดตัวหนึ่งและต่อขาออกจากปลายทั้งสามดังรูปที่ 1 ซึ่งขาที่ต่อออกจากสารกึ่งตัวนำชนิด P จะเป็นขาอิมิตเตอร์ ส่วนขาที่ต่อออกจากแท่งสารกึ่งตัวนำชนิด N ที่ใกล้กับสารกึ่งตัวนำชนิด P เรียกว่าขา B1 และขา B2

                                                                           

รูปที่ 1 อธิบายโครงสร้าง และสัญลักษณ์ของUJT

ผู้อ่านลองดูจากลักษณะโครงสร้างของยูเจทีตามรูปที่ 1 จะเห็นได้ว่าแท่งสาร N จะมีขาเบส 1 และขาเบส 2 ต่ออยู่ จะเสมือนเป็นตัวต้านทานที่ต่ออยู่ โดยมีไดโอดที่เกิดจากรอยต่อ p-n ต่อระหว่างขาอิมิตเตอร์ กับบริเวณตรงกลางของตัวต้านทาน ดังนั้นลักษณะของวงจรสมมูลดังรูปที่ 2

รูปที่ 2 วงจรสมมูลของUJT

ลักษณะสมบัติของยูเจที

                ผู้อ่านลองดูจากรูปที่ 3 นะครับ เมื่อปรับตัวต้านทานให้เพิ่มแรงดันที่ขา E เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จะมีกระแสรั่วไหลเพียงเล็กน้อย เมื่อแรงดันที่ขา E เพิ่มขึ้นถึง VP จะทำให้ไดโอดได้รับไบอัสตรงจะทำให้มีกระแสไหลจากขา E ไปยังขา B1 เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และในขณะเดียวกันแรงดันที่ขาอิมิตเตอร์ (VE) จะมีค่าลดลงอย่างรวดเร็วแรงดันนี้จะลดลงเรื่อยๆ จนถึงค่าต่ำสุด (VV) จากนั้นถ้าเพิ่มแรงดันที่ขา E เพิ่มขึ้นเล็กน้อยจนถึงจุดอิ่มตัว (VE(sat)) และถ้าเพิ่มแรงดันสูงขึ้นอีกก็จะทำให้ยูเจทีพังทลายได้ ในทำนองเดียวกันถ้าให้แรงดัน VE มีค่าน้อยกว่าแรงดันที่จุดต่อ RB1และ RB2 ก็จะทำให้ยูเจทีไม่มีกระแสไหลอีกเช่นเคย

รูปที่ 3 อธิบายวงจรใช้หากราฟลักษณะสมบัติของยูเจที

รูปที่ 4 กราฟลักษณะสมบัติของยูเจที

        RBB    =    ความต้านทานภายใน UJT ระหว่างขา B1-B2(RBB=RB1+RB2) ประมาณ 4K -10K

        VBB    =    แรงดันที่จ่ายให้ขา B2และB1

     Ŋ       =     อัตราส่วนอินทรินซิก สแตนออฟ มีค่าอยู่ระหว่าง 0.5 - 0.75

        VE       =     เป็นแรงดันป้อนให้ขา E จนทำให้ไดโอดนำกระแส

        VD       =    เป็นแรงดันที่ตกคร่อมไดโอด มีค่าประมาณ 0.6 - 0.7 V

        IE         =     ค่ากระแสไบอัสกลับที่ขา E และขา B2 โดย B1 เปิดวงจร

        IE         =      กระแสที่ขา E ของยูเจที มีค่าไม่เกิน 50mA PEAK

        VV       =     เป็นแรงดันต่ำสุด(Volley Point) ระหว่างขา E กับ B1

        IV        =      คือค่ากระแสที่ไหลในขณะที่แรงดันที่ขา E มีค่าต่ำสุด (VV)

        IP         =      คือค่ากระแสที่ขา E ในขณะแรงดันมีค่า VP

วงจรกำเนิดสัญญาณ Relaxation โดยใช้UJT

รูปที่ 5 วงจร Relaxation ออสซิลเลเตอร์

รูปที่ 6 Diagram ของเวลาแสดงการทำงานของวงจร Relaxation ออสซิสเลเตอร์

จากรูปวงจร เรามาดูการทำงานของวงจร โดตเริ่มแรกตัวเก็บประจุ C1  จะทำการประจุแรงดันผ่าน R1 จนมีค่าแรงดันสูงขึ้นซึ่งแรงดันที่ตกคร่อมตัวเก็บประจุ C1 นี้จะเป็นแรงดันป้อนให้ขา E (VE) เมื่อแรงดันที่ขาE นี้มีค่าเท่ากับ  VP(VP=VD+ ŊVBB )  จะทำให้ไดโอดนำกระแส ความต้านทานระหว่างขา E กับขา B1 ลดลงอย่างรวดเร็วมีกระแสไหลผ่าน มีแรงดันตกคร่อม R2 สูงขึ้นตกคร่อม R3ต่ำสูงในช่วงเวลานี้ตัวเก็บประจุ C 1จะคายประจุผ่านขา  E ออกขา B1 ด้วย ทำให้แรงดันที่ขาE     ค่าลดลงจนทำให้ยูเจที หยุดนำกระแส ความต้านทานขา E  และขา B1 มีค่าสูงขึ้นอีก ก็จะเริ่มการประจุใหม่และยูเจที ก็จะเริ่มรอบการทำงานใหม่อีกครั้งหนึ่ง โดยจะได้สัญญาณที่ขาต่างๆ ดังแสดงในรูป 6 สามารถคำนวณหาคาบเวลาและความถี่ได้จากสูตร

t1 = RC ln [(VBB-VV)/(VBB-VP)]   (เวลาในCharge ของ C1)

t2 = (RB1+RB2)C ln (VP/VV) (เวลาใน Discharge ของ C1)

จาก T = t1 + t2

                และFosc= 1/T = 1/(t1 + t2)

             หรือจะหาค่า Fosc โดยประมาณได้จาสูตร

                Fosc = 1/RC ln[1/(1- )]

Share This