Transistors et diodes
Les premiers transistors et diodes
Historique
Les transistors UJT sont un type spécial de transistors. Ils se comportent plus comme un thyristor (commutation brusque) que comme un transistor (amplification linéaire).
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Les transistors UJT (unijonction) ont été développés pratiquement simultanément avec les transistors à pointes de contact. Comme le nom l'indique, c'est un type de transistor avec une seule jonction, et donc deux zones dopées différemment.

Il se compose d'une languette qu'on appelle base avec deux connections placées de chaque coté et nommées B1 et B2. La troisième électrode est branchée à la seconde zone et forme une diode par rapport à la base.

Les noms qui ont été utilisés correspondent aux noms utilisés pour les premiers transistors: dans ces premiers transistors la base était l'élément le plus grand, et l'émetteur était utilisé pour injecter du courant dans la base, ce qui est également le cas ici.

La base est légèrement dopée N et est donc légèrement conductrice. Sa résistance ohmique est de quelques kΩ entre les deux connections B1 et B2. La résistance doit êtrte identique dans les deux sens. La base 1 est généralement connectée à la masse via une résistance, et la base 2 au positif, également via une résistance.


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La représentation schématique, ainsi que la construction du transistor est donné à droite

Le système en état statique est ensuite représenté: la base avec ses deux connections est représentée par deux résistances, tandis que l'émetteur est représenté par une diode.


L'émetteur de type P forme une diode qui est branchée à la moitié de la languette de base (généralement un peu plus du coté de B2). La jonction se trouve donc à un potentiel milieu, à 0.5 à 0.8 de la tension entre B1 et B2 (intrinsic standoff ratio, voir en bas de page).

Supposons un transistor avec rapport intrinsèque de 0.75. La tension sur B1 est de 1V, la tension sur B2 de 11V, la tension sur la jonction est donc de 8.5V. Dans un montage typique, l'émetteur est relié à la masse via un condensateur qui se charge lentement via une résistance branchée au positif. Quand la tension sur l'émetteur dépasse cette tension (plus la tension de la diode) il y a un courant qui circule de la base vers l'émetteur.

Les choses auraient pu s'arrêter là, mais cette conduction va réduire la résistance entre la jonction et B1. La tension sur la jonction diminue, ce qui augmente le courant dans l'émetteur (le courant doit être limité par la résistance externe de B1). Le courant interbase augmente également, ce qui se remarque par un pic negatif sur la résistance de B2 et évidemment un pic positif sur la résistance de B1. Le courant important entre l'émetteur et B1 décharge rapidement le condensateur.


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Ce fonctionnement bizarre peut être expliqué, quand on voit que le transistor unijonction agit comme un double transistor, dont le courant dans le premier transistor augmente le courant dans le second transistor. En ce sens, le transistor unijonction fonctionne un peu comme un thyristor.

Le transistor unijonction a connu son heure de gloire dans les années 1960 car il permettait de réaliser un oscillateur à relaxation (qui produit un signal en dents de scie) avec un seul composant actif. C'était un avantage important, à une époque où les composants actifs étaient chers (c'était l'époque des premiers transistors). Il était donc principalement utilisé dans les téléviseurs (génération des signaux de déflection), mais également pour fournir l'impulsion de commande de thyristors.


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Le schéma standard est ensuite montré, ainsi que les tensions qui apparaissent aux bornes du condensateur (c'est cette tension linéarisée qui est utilisée dans la déflection des premiers téléviseurs)

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Maintenant, on peut encore facilement réaliser un clignoteur led avec un seul transistor (faites une recherche "led flasher with UJT").

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Un dernier schéma montre une application pratique qui sert à commander deux thyristors via un transfo de couplage.


Commande de thyristors:
B1 est branchée à la masse via le primaire du transfo et B2 est relié au positif via R5 qui est une résistance qui va limiter le courant quand le transistor est en conduction.

Le condensateur C1 est branché normalement et est chargé via une source de courant composé de l'A-op et du transistor T3. Le courant dans le transistor T3 dépend de la tension sur l'entrée de l'A-op, une tension proche de la tension positive produit un très faible courant dans le transistor.

Le courant dans le transistor détermine à son tour la vitesse à laquelle le condensateur se charge, et donc la fréquence de l'oscillateur. Le schéma n'est pas complet, il manque une partie qui va décharger le condensateur à chaque cycle de l'alimentation. La vitesse de la charge du condensateur détermine donc le délai entre le début du cycle de la tension d'alimentation et le moment où le transistor unijonction entre en conduction et allume le thyristor.

Les transistors unijonction standards ne sont plus fabriqués qu'en petites quantités, car contrairement aux transistors normaux ils ne peuvent être utilisés que pour une seule fonction. Un type qui est encore fabriqué est le 2N2646 qui peut fonctionner avec une tension interbase de 30V au maximum et un courant en pointe de 2A maximum. Le rapport intrinsèque se situe entre 0.56 et 0.75

Le transistor unijonction n'étant plus utilisé dans des applications commerciales, il est repris dans la partie historique du site.


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