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ELECTRÓNICA INDUSTRIAL
Transistor Unijuntura (UJT)
Transistor Unijuntura Programable (PUT)
6° B – ELECTRÓNICA
2011
E.E.T Nº 460 “Guillermo Lehmann”
Departamento de Electrónica
ELECTRÓNICA INDUSTRIAL
1. TRANSISTOR UNIJUTURA (UJT)
Se trata de un dispositivo semiconductor compuesto por tres terminales; en dos terminales,
denominados “base 1” (B1) y “base 2” (B2), se sitúa una resistencia semiconductora (tipo n)
denominada “resistencia interbase RBB”, cuyo valor varia desde 4,7 a 10 KΩ. En un punto
determinado de esta resistencia, se difunde una zona “p” que forma una juntura p-n (diodo) que
se conecta al tercer terminal, denominado “emisor” (E). En la figura 1.1 siguiente grafico se
observa la característica tensión-corriente del emisor respecto a la “base 1” (B1) y también su
símbolo.
Figura 1.1.- (a) Característica tensión-corriente del terminal Emisor-Base 1. (b) Símbolo.
La polarización se realiza aplicando una tensión positiva a la base B2 (VBB ≈ 5 a 30 Volt). La
máxima tensión aplicada, esta limitada por la disipación del UJT. El UJT se dispara cuando la
juntura p-n se polariza directamente. Si la tensión del emisor (VE) es menor a VC, circula por la
juntura una corriente inversa denominada IEBO. Cuando la tensión del emisor supera a la
tensión VC, la juntura se polariza directamente y la corriente del emisor se hace positiva,
inyectando portadores minoritarios en la porción de la resistencia RBB, comprendida entre el
diodo y la “Base-1” (B1), haciendo que este tramo aumente drásticamente su conductividad y
disminuya su resistencia eléctrica. En esta situación, la tensión del emisor disminuye cuando la
corriente del emisor aumenta (zona de resistencia negativa), dado que la tensión VC disminuye
al disminuir R1. El la grafica V-I este fenómeno comienza en el punto “VP-IP.”. La corriente
queda limitada solamente por la resistencia R1 y por la de la fuente de tensión que polariza al
emisor (se produce un pulso de corriente). En la figura 1.2 se observa el circuito eléctrico
equivalente.
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Figura 1.2- Circuito eléctrico equivalente
La tensión VE, para producir el disparo o sea VP, vale:
 R1
VP = 
 R1 + R2

R

 ⋅ VBB + VD = η ⋅ VBB + VD


1

η = 
R
+
R
 1
2 
se denomina “relación intrínseca” y tiene un valor en particular para cada UJT.
La relación intrínseca toma valores típicos que van de 0,45 a 0,82. La VBB, se denomina
“tensión ínter básica” y es la tensión que se aplica entre las bases B1 y B2. La “VD” es la
tensión umbral de polarización directa de la juntura p-n, cuyo valor es aproximadamente de
0,56 Volt a 25º C y disminuye en aprox. 2 mV/ºC. Cuando IE aumenta, VE disminuye (zona de
característica negativa) hasta un valor dado por IV-VV, donde nuevamente comienza aumentar.
Si al dispositivo lo hacemos trabajar por debajo de los valores de IV y VV, el valor de R1 retoma
su valor original. Si la tensión de emisor se mantiene constante y mayor que VV, R1 se
mantiene en su valor bajo y no se reestablece. En la aplicación, la tensión de disparo VE= VP,
se debe mantener constante, pero como varia con la temperatura, debido al valor de VD, resulta
entonces necesario compensar esta variación. El procedimiento es colocar una resistencia de
carbón en la base B2 que tiene un coeficiente de variación positivo, para contrarrestar el
coeficiente negativo de la juntura p-n. La figura 1.3 muestra el circuito:
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Figura 1.3.- Circuito que contrarresta el coeficiente negativo de la juntura p-n
1.1. OSCILADOR DE RELAJACIÓN CON UJT
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El transistor unijuntura se lo utiliza como oscilador de relajación, para generar pulsos de
disparo. El circuito trabaja de la siguiente forma. El capacitor, conectado entre el emisor y la
base B1 se carga exponencialmente con una constante de carga (base de tiempo) dada por el
producto de C E ⋅ R E . Cuando se llega al valor de la tensión de disparo "V P " el capacitor se
descarga a través del emisor, rápidamente, dado por la constante de descarga de
C E ⋅ (R1 + RB1 ) . Cuando se llega al valor VE = VV , el emisor se bloquea, parando la descarga
del capacitor y nuevamente comenzando el ciclo de carga.
Para calcular el período de los pulsos, partimos de la tensión de carga del condensador:
−t
VC = VCC ⋅ 1 − e R⋅C 


Para nuestro caso el tiempo ‘ T1 ’ lo calculamos para
VCC ' = VCC − VV y VC = VP .
−T1

VC = (VCC − VV ) ⋅ 1 − e RE ⋅C E

Despejando el tiempo



T1 obtenemos:
V − VV 
T1 = RE ⋅ C E ⋅ ln  CC

VCC − VP 
El tiempo de descarga ‘ T2 ’ es difícil de calcular por la variación que sufre la resistencia de
descarga a través de
R1 y RB1 . Para el caso de RB1 = 0 el valor de T2 empíricamente es:
T2 ≈ (2 + 5 ⋅ C ) ⋅ VEsat
Donde
VEsat es el valor dado en las características del UJT para I E = 50mA . No obstante
en las aplicaciones para disparo de tiristores, resulta
calculamos como:
T1 >> T2 por lo cual el período lo
T = T1 + T2 ≈ T1
La expresión para el período se puede simplificar si hacemos
VV ≈ 0
 VCC 
T = RE ⋅ C E ⋅ ln 

VCC − VP 
Por otra parte como
VP = η ⋅ VCC reemplazando:


VCC
 1 
T = RE ⋅ C E ⋅ ln 
 = RE ⋅ C E ⋅ ln 

1 − η 
VCC − η ⋅ VCC 
Para un transistor unijuntura para disparo de tiristores como el 2N2646, el valor de la
relación intrínseca es η = 0,63 , entonces reemplazando tenemos:
T = RE ⋅ C E
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Las condiciones de diseño para un circuito de disparo de tiristores con UJT, no son muy
rigurosas. La resistencia RB1 se limita a un valor inferior a 100 Ω. En algunas aplicaciones su
valor podrá estar entre 2000 y 3000 Ω. Si el pulso de disparo se toma de los extremos de RB1,
este tendrá que tener un valor tal que la tensión continua producida por la corriente interbase,
no tome un valor superior a la del disparo del tiristor.
La resistencia RE debe ser de un valor comprendido entre 3KΩ y 3MΩ, para permitir que el
circuito oscile. Si es muy grande, es posible que no llegue a la tensión de disparo. Si es muy
chica, el UJT se dispara pero luego entra en la zona de resistencia positiva (saturación) y no
vuelve a bloquearse.
2. TRANSISTOR UNIJUTURA PROGRAMABLE (PUT)
Este dispositivo, tiene un comportamiento similar al UJT, con la diferencia que la relación
intrínseca “η” se puede “programar”, mediante un divisor resistivo. A pesar de llamarse
transistor, su estructura es la de un tiristor en el que el terminal de puerta (G) se toma del lado
del ánodo en lugar del de cátodo (base del transistor PNP). En la figura 2.1 se observa su
estructura interna y su símbolo:
Figura 2.1.- (a) Estructura interna de un transistor PUT. (b) Símbolo
La próxima figura (2.2) muestra la característica tensión-corriente de los terminales ánodocátodo para un determinado valor de RT y VT.
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Figura 2.2.- Característica Tensión-Corriente de un PUT
La forma típica de polarizar al PUT, es la que se muestra en el circuito (a) de la figura 2.3. El
circuito (b) se obtiene aplicando Thevenin en el terminal de compuerta.
Figura 2.3.- (a) Circuito típico de polarización. (b) Circuito equivalente aplicando Thevenin en el
terminal de compuerta
En el circuito de la figura 2.3 (b) tenemos que:
RT =
R1 ⋅ RP
R1 + R P
y
VT =
VGG ⋅ RP
R1 + RP
Para una VT determinada y mientras VAA < VT, la corriente de ánodo “IA” es prácticamente
despreciable, estando el PUT en estado de bloqueo. Si VAA > VT en una cantidad "Vp", se
produce una inyección de portadores de carga por el diodo formado por el terminal del ánodo y
compuerta, dando comienzo a la realimentación interna que provoca el estado de conducción
del PUT entre el ánodo y el cátodo. Una vez activado el PUT si disminuimos la tensión VAA de
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manera que la corriente pase por debajo de un valor llamado de valle “IV” (mínima de
mantenimiento), el PUT nuevamente pasa al estado de bloqueo, de manera similar al UJT.
En forma similar al UJT, el PUT se utiliza para disparar tiristores en un circuito de relajación,
sincronizado con la frecuencia de red. Sintetizando, el PUT puede reemplazar al UJT en los
circuitos de disparo que hemos analizado, conectando el terminal de ánodo del PUT con el
terminal que corresponde al emisor del UJT y el cátodo del PUT, con el terminal base 2 del
UJT. Se deberá agregar un divisor resistivo, para programar la relación intrínseca “η”.
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