10 Circuitos de Transistor Unijunction Simples (UJT) explicados

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Na postagem anterior, aprendemos de forma abrangente sobre como um transistor unijunction funciona , neste post vamos discutir alguns circuitos de aplicativos interessantes usando este dispositivo incrível chamado UJT.

Os exemplos de circuitos de aplicativos usando UJT explicados no artigo são:



  1. Gerador de pulso
  2. Gerador dente de serra
  3. Multivibrador de corrida livre
  4. Multivibrador monoestável
  5. Oscilador de uso geral
  6. Oscilador de cristal simples
  7. Detector de força de RF do transmissor
  8. Metrônomo
  9. Campainha para 4 entradas
  10. LED pisca-pisca

1) Gerador de pulso de onda quadrada

O primeiro projeto abaixo demonstra um circuito gerador de pulso simples composto de um oscilador UJT (como 2N2420, Q1) e um silício transistor de saída bipolar (como BC547, Q2).

A tensão de saída UJT, obtida no resistor R3 de 47 ohms, comuta o transistor bipolar entre alguns limites: saturação e corte, gerando pulsos de saída com pico horizontal.



Dependendo do tempo desligado (t) do pulso, a forma de onda de saída pode ser, às vezes, pulsos retangulares estreitos ou (como indicado nos terminais de saída na Fig. 7-2) uma onda quadrada. A amplitude máxima do sinal de saída pode ser até o nível de alimentação, ou seja, +15 volts.

A frequência, ou frequência de ciclo, é determinada pelo ajuste de uma resistência do potenciômetro de 50 ke o valor do capacitor de C1. Quando a resistência é máxima com R1 + R2 = 51,6 ke com C1 = 0,5 µF, a frequência f é = 47,2 Hz, e o tempo desligado (t) = 21,2 ms.

Quando a configuração da resistência está no mínimo, provavelmente com apenas R1 em 1,6 k, a frequência será f = 1522 Hz e t = 0,66 ms.

Para obter faixas de frequência adicionais, R1, R2 ou C1 ou cada um deles pode ser modificado e a frequência calculada usando a seguinte fórmula:

t = 0,821 (R1 + R2) C1

Onde t está em segundos, R1 e R2 em ohms e Cl em farads e f = 1 / t

O circuito funciona com apenas 20 mA da fonte de 15 Vdc, embora essa faixa possa ser diferente para diferentes UJTs e bipolares. O acoplamento de saída CC pode ser visto no esquemático, mas o acoplamento CA pode ser configurado colocando um capacitor C2 dentro do condutor de alta saída, conforme demonstrado através da imagem pontilhada.

A capacitância desta unidade deve estar aproximadamente entre 0,1µF e 1µF, a magnitude mais efetiva pode ser aquela que provoca distorção mínima da forma de onda de saída, quando o gerador é operado por um sistema de carga ideal específico.

2) Gerador de dente de serra preciso

Um gerador de dente de serra básico com pontas pontiagudas é vantajoso em vários aplicativos envolvidos com cronometragem, sincronização, varredura e assim por diante. Os UJTs produzem esse tipo de forma de onda usando circuitos simples e baratos. O esquema abaixo mostra um desses circuitos que, embora não seja uma peça de equipamento de precisão, fornecerá um resultado decente em laboratórios de pequena faixa de preço.

Este circuito é principalmente um oscilador de relaxamento, com saídas extraídas do emissor e das duas bases. O 2N2646 UJT é conectado a um circuito oscilador típico para esses tipos de unidades.

A frequência, ou taxa de repetição, é determinada a partir da configuração do potenciômetro de controle de frequência, R2. Sempre que este potenciômetro é definido com seu nível de resistência mais alto, a soma da resistência em série com o capacitor de temporização C1 torna-se o total da resistência do potenciômetro e da resistência limite, R1 (que é, 54,6 k).

Isso causa uma frequência de cerca de 219 Hz. Se R2 for definido com seu valor mínimo, a resistência resultante representará essencialmente o valor do resistor R1, ou 5,6 k, produzindo uma frequência de cerca de 2175 Hz. Tanges de frequência adicionais e limiares de sintonia podem ser implementados simplesmente alterando os valores R1, R2, C1 ou podem ser os três juntos.

Uma saída com pico positivo pode ser adquirida vindo da base 1 do UJT, enquanto uma saída com pico negativa através da base 2 e uma forma de onda dente de serra positiva através do emissor UJT.

Embora o acoplamento de saída CC seja revelado na Fig. 7-3, o acoplamento CA poderia ser determinado aplicando-se os capacitores C2, C3 e C4 nos terminais de saída, conforme demonstrado pela área pontilhada.

Essas capacitâncias provavelmente estarão entre 0,1 e 10 µF, sendo o valor determinado baseado na capacitância mais alta que pode ser tratada por um dispositivo de carga especificado sem distorcer a forma de onda de saída. O circuito opera usando cerca de 1,4 mA por meio da alimentação de 9 volts dc. Cada um dos resistores é avaliado em 1/2 watt.

3) Multivlbrator de execução gratuita

O circuito UJT comprovado no diagrama mostrado abaixo se assemelha aos circuitos do oscilador de relaxação explicados em alguns segmentos anteriores, além de que suas constantes RC foram selecionadas para fornecer saída de onda quase quadrada semelhante à de um transistorizado padrão multivibrador astável .

O transistor unijunction tipo 2N2646 funciona muito bem dentro desta configuração indicada. Existem basicamente dois sinais de saída: um pulso negativo na base 2 do UJT e um pulso positivo na base 1.

A amplitude máxima de circuito aberto de cada um desses sinais é em torno de 0,56 volt, no entanto, isso pode desviar um pouco dependendo de UJTs específicos. O potenciômetro de 10 k, R2, deve ser girado para obter uma inclinação perfeita ou forma de onda de saída horizontal superior.

Esse controle de potenciômetro impacta adicionalmente a faixa de frequência ou o ciclo de trabalho. Com as magnitudes apresentadas aqui para R1, R2 e C1, a frequência é de cerca de 5 kHz para um pico plano. Para outras faixas de frequência, você pode querer ajustar os valores R1 ou C1 de acordo e usar a seguinte fórmula para os cálculos:

f = 1 / 0,821 RC

onde f está em Hz, R em ohms e C em farads. O circuito consome cerca de 2 mA da fonte de alimentação de 6 V CC. Todos os resistores fixos podem ser avaliados em 1/2 watt.

4) Multivibrador One-Shot

Referindo-nos ao seguinte circuito, encontramos uma configuração de um multivibrador one-shot ou monoestável . Um transistor de unijunção de número 2N2420 e um BJT de silício 2N2712 (ou BC547) podem ser vistos juntos para gerar um pulso de saída de amplitude fixa solitário para cada disparo único no terminal de entrada do circuito.

Neste projeto particular, o capacitor C1 é carregado pelo divisor de tensão estabelecido por R2, R3 e a resistência base-emissor do transistor Q2, fazendo com que seu lado Q2 seja negativo e seu lado Q1 positivo.

Este divisor resistivo fornece adicionalmente ao emissor Q1 uma tensão positiva que é ligeiramente menor que a tensão de pico do 2N2420 (consulte o ponto 2 no esquema).

No início, Q2 está no estado LIGADO, o que causa uma queda de tensão no resistor R4, diminuindo a tensão nos terminais de saída drasticamente para 0. Quando um pulso negativo de 20 V é dado nos terminais de entrada, Q1 'dispara', causando um queda instantânea de voltagem para zero no lado emissor de C1, que por sua vez influencia o negativo de base Q2. Devido a isso, Q1 é cortado e a tensão do coletor Q1 aumenta rapidamente para +20 volts (observe o pulso indicado nos terminais de saída no diagrama).

A tensão continua em torno deste nível por um intervalo t, equivalente ao tempo de descarga do capacitor C1 através do resistor R3. A saída subsequentemente cai para zero e o circuito entra na posição de espera até que o próximo pulso seja aplicado.

O intervalo de tempo t, e a largura de pulso correspondente (tempo) do pulso de saída, dependem do ajuste do controle de largura de pulso com R3. De acordo com os valores indicados de R3 e C1, a faixa de intervalo de tempo pode estar em qualquer lugar entre 2 µs a 0,1 ms.

Supondo que R3 englobe a faixa de resistência entre 100 e 5000 ohms. Intervalos de atraso adicionais podem ser fixados modificando apropriadamente os valores de C1, R3, ou ambos, e usando a fórmula: t = R3C1 onde t está em segundos, R3 em ohms e C1 em farads.

O circuito opera usando cerca de 11 mA por meio da alimentação de 22,5 V CC. No entanto, isso pode mudar até certo ponto, dependendo dos tipos de UJTs e bipolares. Todos os resistores fixos têm 1/2 watt.

5) Oscilador de relaxamento

Um oscilador de relaxamento simples oferece inúmeras aplicações amplamente reconhecidas pela maioria dos entusiastas da eletrônica. O transistor unijunction é um componente ativo notavelmente resistente e confiável aplicável neste tipo de osciladores. O esquema abaixo exibe o circuito oscilador de relaxação UJT fundamental, trabalhando com um dispositivo UJT tipo 2N2646.

A saída é, na verdade, uma onda dente de serra um tanto curvada, consistindo de amplitude de pico correspondendo aproximadamente à tensão de alimentação (que é 22,5 V aqui). Neste projeto, a corrente viajando através da fonte CC através do resistor R1 carrega o capacitor C1. Como resultado, uma diferença de potencial VEE se acumula continuamente em C1.

No momento em que esse potencial atinge a tensão de pico do 2N2646 (consulte o ponto 2 na Fig. 7-1 B), o UJT liga e 'dispara'. Isso imediatamente descarrega o capacitor, desligando o UJT novamente. Isso faz com que o capacitor inicie o processo de recarga novamente e o ciclo simplesmente continue se repetindo.

Devido a este carregamento e descarregamento do capacitor o UJT liga e desliga com uma frequência estabelecida através dos valores de R1 e C1 (com os valores indicados no diagrama, a frequência é em torno de f = 312 Hz). Para atingir alguma outra frequência, use a fórmula: f = 1 / (0,821 R1 C1)

onde f está em Hz, R1 em ohms e C1 em farads. UMA potenciômetro com uma resistência apropriada pode ser usado no lugar do resistor fixo, R1. Isso permitirá que o usuário obtenha uma saída de frequência continuamente ajustável.

Todos os resistores são de 1/2 watt. Os capacitores C1 e C2 podem ser classificados em 10 V ou 16 V, de preferência um tântalo. O circuito consome cerca de 6 mA da faixa de alimentação indicada.

6) Gerador de frequência local

A seguinte configuração indica 100 kHz oscilador de cristal circuito que pode ser usado em qualquer método padrão, como uma frequência padrão alternativa ou gerador de frequência local.

Este projeto produz uma onda de saída deformada que pode ser altamente adequada em um padrão de frequência para que você possa garantir harmônicos sólidos carregados com o espectro rf.

O funcionamento conjunto do transistor de unijunção e do gerador harmônico de diodo 1N914 gera a forma de onda distorcida pretendida. Nesta configuração, um minúsculo capacitor variável de 100 pF, C1, permite que a frequência do cristal de 100 kHz seja ajustada um pouco, para fornecer uma harmônica aumentada, por exemplo 5 MHz, para zero batimento com um sinal de frequência padrão WWV / WWVH .

O sinal de saída é produzido no choke rf de 1 mH (RFC1), que supostamente tem uma resistência CC mais baixa. Este sinal é dado ao diodo 1N914 (D1) que é polarizado em CC por meio de R3 e R4 para atingir uma porção não linear máxima de sua característica de condução direta, para distorcer adicionalmente a forma de onda de saída do UJT.

Ao usar este oscilador, o potenciômetro da forma de onda variável, R3, é fixo para atingir a transmissão mais poderosa com o harmônico proposto de 100 kHz. O resistor R3 atua simplesmente como um limitador de corrente para interromper a aplicação direta da alimentação de 9 volts no diodo.

O oscilador consome cerca de 2,5 mA da fonte de 9 Vdc, mas isso pode mudar relativamente dependendo de UJTs específicos. O capacitor C1 deve ser do tipo midget air, os demais capacitores são de mica ou mica prateada. Todos os resistores fixos são avaliados em 1 watt.

7) Detector de transmissor RF

O Detector de RF O circuito demonstrado no diagrama a seguir pode ser alimentado diretamente a partir de ondas rf de um transmissor que está sendo medido. Ele fornece uma frequência de som sintonizada variável em fones de ouvido de alta impedância. O nível de som dessa saída de som é determinado pela energia do rf, mas pode ser suficiente mesmo com transmissores de baixa potência.

O sinal de saída é amostrado através da bobina de captação L1 rf, consistindo em 2 ou 3 enrolamentos de fio de conexão isolado encaixado firmemente próximo à bobina do tanque de saída do transmissor. A tensão rf é convertida em CC por meio de um circuito de diodo de derivação, composto de capacitor de bloqueio C1, diodo D1 e resistor de filtro R1. O CC retificado resultante é utilizado para alternar o transistor de unijunção em um circuito oscilador de relaxamento. A saída deste oscilador é alimentada em fones de ouvido de alta impedância conectados por meio do capacitor de acoplamento C3 e do conector de saída J1.

O tom do sinal captado nos fones de ouvido pode ser alterado em uma faixa decente através do potenciômetro R2. A frequência do tom será algo em torno de 162 Hz quando R2 é ajustado para 15 k. Alternativamente, a frequência será de aproximadamente 2.436 Hz quando R2 for definido como 1 k.

O nível de áudio pode ser manipulado girando L1 para mais perto ou para longe da rede do tanque LC do transmissor. Normalmente, será identificado um ponto que fornece um volume razoável para o uso mais básico.

O circuito pode ser construído dentro de um recipiente metálico compacto e aterrado. Normalmente, isso pode ser posicionado a alguma distância razoável do transmissor, quando um par trançado de qualidade decente ou cabo coaxial flexível é empregado e quando L1 é conectado ao terminal inferior da bobina do tanque.

Todos os resistores fixos são avaliados em 1/2 watt. O capacitor C1 deve ser graduado para tolerar a tensão CC mais alta que pode ocorrer inadvertidamente no circuito C2 e C3, por outro lado, pode ser qualquer dispositivo prático de baixa tensão.

8) Circuito de metrônomo

A configuração fornecida a seguir exibe um metrônomo completamente eletrônico usando um transistor unijunction 2N2646. Um metrônomo é um pequeno dispositivo muito útil para muitos artistas musicais e outros que procuram notas audíveis uniformemente cronometradas durante a composição musical ou o canto.

Com um alto-falante de 21/2 polegadas, este circuito vem com um som decente, de alto volume e de pop. O metrônomo poderia ser bastante compacto, o alto-falante e as saídas de áudio da bateria são os únicos elementos de maior tamanho e, como é alimentado por bateria, é totalmente portátil.

O circuito é na verdade um oscilador de relaxamento de frequência ajustável que é emparelhado por meio de um transformador ao alto-falante de 4 ohms. A taxa de batimento pode variar de aproximadamente 1 por segundo (60 por minuto) a cerca de 10 por segundo (600 por minuto) usando um potenciômetro de fio enrolado de 10 k, R2.

O nível de saída do som pode ser modificado por meio de um potenciômetro de 1 k, 5 watts, R4. O transformador de saída T1 é, na verdade, uma pequena unidade de 125: 3,2 ohms. O circuito puxa 4 mA para a taxa de batida mínima do metrônomo e 7 mA durante a taxa de batida mais rápida, embora isso possa flutuar dependendo de UJTs específicos. Uma bateria de 24 V oferecerá um serviço excelente com esse consumo de corrente reduzido. O capacitor eletrolítico C1 é classificado em 50 V. Os resistores R1 e R3 são de 1/2 watt e os potenciômetros R2 e R4 são do tipo enrolado.

9) Sistema de Sinalização Baseado em Tom

O diagrama de circuito mostrado abaixo permite que um sinal de áudio independente seja extraído de cada um dos canais indicados. Esses canais podem incluir portas exclusivas dentro de um edifício, várias mesas em um local de trabalho, vários cômodos em uma casa ou quaisquer outras áreas onde os botões possam ser acionados.

O local que pode sinalizar o áudio pode ser identificado por sua frequência de tom específica. Mas isso pode ser viável apenas quando um número menor de canais é empregado e as frequências de tom são significativamente afastadas (por exemplo, 400 Hz e 1000 Hz) de modo que sejam facilmente distinguíveis por nosso ouvido.

O circuito novamente é baseado em um conceito de oscilador de relaxamento simples, usando um transistor unijunction tipo 2N2646 para gerar a nota de áudio e comutar um alto-falante. A frequência do tom é definida por meio do capacitor C1 e um dos potes de 10 k enrolados (R1 a Rn). Assim que o potenciômetro é definido para 10k ohms, a frequência é de cerca de 259 Hz quando o potenciômetro é definido para 1k, a frequência é aproximadamente 2591 Hz.

O oscilador é conectado ao alto-falante por meio de um transformador de saída T1, uma minúscula unidade de 125: 3,2 ohms com derivação central lateral primária desconectada. O circuito funciona com algo em torno de 9 mA da fonte de 15 V.

10) LED pisca-pisca

Um pisca-pisca ou pisca-pisca de LED muito simples pode ser construído usando um circuito oscilador de relaxamento baseado em UJT comum, conforme mostrado abaixo.

O trabalho do Pisca-pisca LED é muito básico. A taxa de intermitência é determinada pelos elementos R1, C2. Quando a energia é aplicada, o capacitor C2 começa a carregar lentamente através do resistor R1.

Assim que o nível de tensão no capacitor excede o limite de disparo do UJT, ele dispara e LIGA o LED intensamente. O capacitor C2 agora começa a descarregar através do LED, até que o potencial através de Cr caia abaixo do limite de espera do UJT, que desliga, desligando o LED. Este ciclo continua se repetindo, fazendo com que o LED pisque alternadamente.

O nível de brilho do LED é decidido por R2, cujo valor pode ser calculado usando a seguinte fórmula:

R2 = Alimentação V - LED V para frente / LED atual

12 - 3,3 / 0,02 = 435 Ohms, então 470 ohms parece ser o valor correto para o projeto proposto.




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