En la publicación anterior aprendimos de manera integral sobre cómo funciona un transistor de unión única , en esta publicación discutiremos algunos circuitos de aplicaciones interesantes que utilizan este increíble dispositivo llamado UJT.
Los circuitos de aplicación de ejemplo que utilizan UJT que se explican en el artículo son:
- Generador de pulso
- Generador de dientes de sierra
- Multivibrador de funcionamiento libre
- Multivibrador monoestable
- Oscilador de propósito general
- Oscilador de cristal simple
- Detector de intensidad de RF del transmisor
- Metrónomo
- Timbre para 4 entradas
- Intermitente LED
1) Generador de pulsos de onda cuadrada
El primer diseño a continuación muestra un circuito generador de pulsos simple compuesto por un oscilador UJT (como 2N2420, Q1) y un silicio transistor de salida bipolar (como BC547, Q2).
El voltaje de salida UJT, obtenido sobre la resistencia R3 de 47 ohmios, conmuta el transistor bipolar entre un par de umbrales: saturación y corte, generando pulsos de salida con la parte superior horizontal.
Dependiendo del tiempo de inactividad (t) del pulso, la forma de onda de salida podría ser a veces pulsos rectangulares estrechos o (como se indica en los terminales de salida en la figura 7-2) una onda cuadrada. La amplitud máxima de la señal de salida puede llegar hasta el nivel de suministro, es decir, +15 voltios.
La frecuencia, o frecuencia cíclica, se determina mediante el ajuste de una resistencia del potenciómetro de 50 ky el valor del condensador de C1. Cuando la resistencia es máxima con R1 + R2 = 51,6 ky con C1 = 0,5 µF, la frecuencia f es = 47,2 Hz y el tiempo de inactividad (t) = 21,2 ms.
Cuando el ajuste de la resistencia es mínimo, probablemente con solo R1 a 1,6 k, la frecuencia será f = 1522 Hz y t = 0,66 ms.
Para obtener rangos de frecuencia adicionales, R1, R2 o C1 o cada uno de estos podrían modificarse y la frecuencia calculada usando la siguiente fórmula:
t = 0,821 (R1 + R2) C1
Donde t está en segundos, R1 y R2 en ohmios y Cl en faradios, y f = 1 / t
El circuito funciona con solo 20 mA de la fuente de 15 V CC, aunque este rango podría ser diferente para diferentes UJT y bipolares. El acoplamiento de salida de CC se puede ver en el esquema, pero el acoplamiento de CA se puede configurar colocando un condensador C2 dentro del cable de salida alta, como se demuestra a través de la imagen de puntos.
La capacitancia de esta unidad debe estar aproximadamente entre 0.1µF y 1µF, la magnitud más efectiva podría ser la que produzca una distorsión mínima de la forma de onda de salida, cuando el generador funciona a través de un sistema de carga ideal específico.
2) Generador de dientes de sierra preciso
Un generador de dientes de sierra básico con picos puntiagudos es ventajoso en una serie de aplicaciones relacionadas con el tiempo, la sincronización, el barrido, etc. Los UJT producen este tipo de formas de onda utilizando circuitos sencillos y baratos. El siguiente esquema muestra uno de estos circuitos que, aunque no es un equipo de precisión, ofrecerá un resultado decente en laboratorios de rango de precio reducido.
Este circuito es principalmente un oscilador de relajación, con salidas extraídas del emisor y las dos bases. El 2N2646 UJT está conectado al circuito de oscilador típico para este tipo de unidades.
La frecuencia, o tasa de repetición, se determina a partir de la configuración del potenciómetro de control de frecuencia, R2. Cada vez que este potenciómetro se define a su nivel de resistencia más alto, la suma de la resistencia en serie con el condensador de temporización C1 se convierte en el total de la resistencia del potenciómetro y la resistencia límite, R1 (que es 54,6 k).
Esto provoca una frecuencia de alrededor de 219 Hz. Si R2 se define en su valor mínimo, la resistencia resultante representa esencialmente el valor de la resistencia R1, o 5.6 k, produciendo una frecuencia de alrededor de 2175 Hz. Se podrían implementar tanges de frecuencia y umbrales de sintonización adicionales simplemente alterando los valores de R1, R2, C1, o pueden ser los tres juntos.
Se puede adquirir una salida con picos positivos proveniente de la base 1 del UJT, mientras que una salida con picos negativos a través de la base 2 y una forma de onda de diente de sierra positiva a través del emisor UJT.
Aunque el acoplamiento de salida de cd se muestra en la figura 7-3, el acoplamiento de ca se puede determinar aplicando los capacitores C2, C3 y C4 en los terminales de salida, como se demuestra a través del área punteada.
Estas capacitancias probablemente estarán entre 0,1 y 10 µF, y el valor determinado se basará en la capacitancia más alta que puede ser abordada por un dispositivo de carga específico sin distorsionar la forma de onda de salida. El circuito funciona con alrededor de 1,4 mA a través del suministro de 9 voltios CC. Cada una de las resistencias tiene una potencia nominal de 1/2 vatio.
3) Multivlbrador de funcionamiento libre
El circuito UJT probado en el diagrama que se muestra a continuación se asemeja a los circuitos del oscilador de relajación explicados en un par de segmentos anteriores, aparte de que sus constantes RC se seleccionan para proporcionar una salida de onda cuasi cuadrada similar a la de un transistorizado estándar. multivibrador astable .
El transistor monounión tipo 2N2646 funciona bien dentro de esta configuración indicada. Básicamente, hay dos señales de salida: un pulso negativo en la base 2 de UJT y un pulso positivo en la base 1.
La amplitud máxima de circuito abierto de cada una de estas señales es de alrededor de 0,56 voltios, sin embargo, esto podría desviarse un poco según los UJT específicos. El potenciómetro de 10 k, R2, debe girarse para adquirir una inclinación perfecta o una forma de onda de salida superior horizontal.
Este control de potenciómetro también afecta el rango de frecuencia o el ciclo de trabajo. Con las magnitudes presentadas aquí para R1, R2 y C1, la frecuencia es de alrededor de 5 kHz para un pico de cima plana. Para otros rangos de frecuencia, es posible que desee ajustar los valores de R1 o C1 en consecuencia y utilice la siguiente fórmula para los cálculos:
f = 1 / 0,821 RC
donde f está en Hz, R en ohmios y C en faradios. El circuito consume alrededor de 2 mA de la fuente de alimentación de 6 V CC. Todas las resistencias fijas pueden tener una potencia nominal de 1/2 vatio.
4) Multivibrador de un disparo
Refiriéndonos al siguiente circuito, encontramos una configuración de un un solo disparo o un multivibrador monoestable . Se puede ver un transistor de uniunión de número 2N2420 y un BJT de silicio 2N2712 (o BC547) juntos para generar un pulso de salida de amplitud fija y solitario para cada disparo en el terminal de entrada del circuito.
En este diseño particular, el condensador C1 se carga mediante el divisor de voltaje establecido por R2, R3 y la resistencia de base a emisor del transistor Q2, lo que hace que su lado Q2 sea negativo y su lado Q1 positivo.
Este divisor resistivo además suministra al emisor Q1 un voltaje positivo que es ligeramente más pequeño que el voltaje pico del 2N2420 (consulte el punto 2 en el esquema).
Al principio, Q2 está en estado de ENCENDIDO, lo que provoca una caída de voltaje en la resistencia R4, lo que reduce drásticamente el voltaje en los terminales de salida a 0. Cuando se da un pulso negativo de 20 V a través de los terminales de entrada, Q1 'dispara', causando un caída instantánea de voltaje a cero en el lado del emisor de C1, que a su vez polariza la base Q2 negativa. Debido a esto, Q1 se corta y el voltaje del colector Q1 aumenta rápidamente a +20 voltios (observe el pulso indicado en los terminales de salida en el diagrama).
La tensión sigue estando alrededor de este nivel durante un intervalo t, equivalente al tiempo de descarga del condensador C1 a través de la resistencia R3. Posteriormente, la salida vuelve a cero y el circuito pasa a la posición de espera hasta que se aplica el siguiente pulso.
El intervalo de tiempo t, y en consecuencia el ancho de pulso (tiempo) del pulso de salida, se basan en el ajuste del control de ancho de pulso con R3. Según los valores indicados de R3 y C1, el intervalo de tiempo puede oscilar entre 2 µs y 0,1 ms.
Suponiendo que R3 abarca el rango de resistencia entre 100 y 5000 ohmios. Los rangos de retardo adicionales se pueden fijar modificando adecuadamente los valores de C1, R3 o ambos, y usando la fórmula: t = R3C1 donde t está en segundos, R3 en ohmios y C1 en faradios.
El circuito funciona con aproximadamente 11 mA a través del suministro de 22,5 V CC. Sin embargo, es probable que esto cambie en cierta medida según los tipos de UJT y bipolares. Todas las resistencias fijas son de 1/2 vatio.
5) Oscilador de relajación
Un oscilador de relajación simple ofrece numerosas aplicaciones ampliamente reconocidas por la mayoría de los aficionados a la electrónica. El transistor de unión única es un componente activo notablemente resistente y confiable aplicable en este tipo de osciladores. El siguiente esquema muestra el circuito oscilador de relajación UJT fundamental, que funciona con un dispositivo UJT tipo 2N2646.
La salida es en realidad una onda de diente de sierra algo curvada que consta de una amplitud máxima que corresponde aproximadamente a la tensión de alimentación (que es 22,5 V aquí). En este diseño, la corriente que viaja a través de la fuente de CC a través de la resistencia R1 carga el condensador C1. Como resultado, una diferencia de potencial VEE se acumula de manera constante en C1.
En el momento en que este potencial alcanza el voltaje pico del 2N2646 (vea el punto 2 en la Fig. 7-1 B), el UJT se enciende y 'dispara'. Esto descarga inmediatamente el condensador y vuelve a APAGAR el UJT. Esto hace que el capacitor inicie el proceso de recarga nuevamente, y el ciclo simplemente se repite.
Debido a esta carga y descarga del condensador el UJT se enciende y apaga con una frecuencia establecida a través de los valores de R1 y C1 (con los valores indicados en el diagrama, la frecuencia está alrededor de f = 312 Hz). Para lograr alguna otra frecuencia, use la fórmula: f = 1 / (0.821 R1 C1)
donde f está en Hz, R1 en ohmios y C1 en faradios. A potenciómetro con una resistencia adecuada podría usarse en lugar de la resistencia fija, R1. Esto permitirá al usuario lograr una salida de frecuencia continuamente ajustable.
Todas las resistencias son de 1/2 vatio. Los condensadores C1 y C2 pueden tener una potencia nominal de 10 V o 16 V, preferiblemente de tantalio. El circuito consume aproximadamente 6 mA del rango de suministro indicado.
6) Generador de frecuencia puntual
La siguiente configuración indica un 100 kHz Oscilador de cristal circuito que podría usarse en cualquier método estándar como una frecuencia estándar alternativa o un generador de frecuencia puntual.
Este diseño produce una onda de salida deformada que puede ser muy adecuada en un estándar de frecuencia para que pueda garantizar armónicos sólidos cargados con el espectro de rf.
El trabajo conjunto del transistor de unión única y el generador de armónicos de diodo 1N914 genera la forma de onda distorsionada deseada. En esta configuración, un diminuto condensador variable de 100 pF, C1, permite que la frecuencia del cristal de 100 kHz se ajuste un poco, para entregar un armónico aumentado, por ejemplo, 5 MHz, a latido cero con una señal de frecuencia estándar WWV / WWVH. .
La señal de salida se produce a través del inductor de RF de 1 mH (RFC1) que se supone que tiene una resistencia de CC más baja. Esta señal se envía al diodo 1N914 (D1) que está polarizado en CC por medio de R3 y R4 para lograr una porción no lineal máxima de su característica de conducción directa, para distorsionar adicionalmente la forma de onda de salida del UJT.
Al utilizar este oscilador, el potenciómetro de forma de onda variable, R3, se fija para lograr la transmisión más potente con el armónico propuesto de 100 kHz. La resistencia R3 actúa simplemente como un limitador de corriente para detener la aplicación directa del suministro de 9 voltios a través del diodo.
El oscilador consume alrededor de 2,5 mA del suministro de 9 V CC, pero esto podría cambiar relativamente dependiendo de UJT específicos. El condensador C1 debe ser un tipo de aire enano, los otros condensadores restantes son mica o mica plateada. Todas las resistencias fijas tienen una potencia de 1 vatio.
7) Detector de RF transmisor
los Detector de RF El circuito que se muestra en el siguiente diagrama se puede alimentar directamente de las ondas de rf de un transmisor que se está midiendo. Proporciona una frecuencia de sonido sintonizada variable en unos auriculares de alta impedancia conectados. El nivel de sonido de esta salida de sonido está determinado por la energía de la rf, pero podría ser suficiente incluso con transmisores de baja potencia.
La señal de salida se muestrea a través de la bobina captadora de radiofrecuencia L1, que consta de 2 o 3 devanados de cable de conexión aislado colocado firmemente cerca de la bobina del tanque de salida del transmisor. El voltaje de rf se convierte en CC a través de un circuito de diodos en derivación, compuesto por el condensador de bloqueo C1, el diodo D1 y la resistencia de filtro R1. La corriente continua rectificada resultante se utiliza para conmutar el transistor de unión única en un circuito oscilador de relajación. La salida de este oscilador se alimenta a unos auriculares de alta impedancia conectados a través del condensador de acoplamiento C3 y el conector de salida J1.
El tono de señal recogido en los auriculares podría modificarse en un rango decente a través del potenciómetro R2. La frecuencia del tono rondará los 162 Hz cuando R2 se ajuste a 15 k. Alternativamente, la frecuencia será aproximadamente de 2436 Hz cuando R2 se defina en 1 k.
El nivel de audio podría manipularse girando L1 más cerca o lejos de la red del tanque LC del transmisor. Por lo general, es probable que se identifique un punto que proporcione un volumen razonable para la mayoría de los usos básicos.
El circuito se puede construir dentro de un contenedor metálico compacto con conexión a tierra. Por lo general, esto podría colocarse a una distancia considerable del transmisor, cuando se emplea un par trenzado de calidad decente o un cable coaxial flexible y cuando L1 está conectado al terminal inferior de la bobina del tanque.
Todas las resistencias fijas tienen una potencia nominal de 1/2 vatio. El condensador C1 debe clasificarse para tolerar el voltaje de CC más alto que podría experimentarse inadvertidamente en el circuito C2 y C3, por otro lado, podría ser cualquier dispositivo práctico de bajo voltaje.
8) Circuito de metrónomo
La configuración que se muestra a continuación muestra un metrónomo completamente electrónico que utiliza un transistor de unión única 2N2646. Un metrónomo es un pequeño dispositivo muy útil para muchos artistas musicales y otros que buscan notas audibles sincronizadas de manera uniforme durante la composición musical o el canto.
Con un altavoz de 21/2 pulgadas, este circuito viene con un sonido decente, alto en volumen, como pop. El metrónomo podría crearse bastante compacto, las salidas de audio del altavoz y de la batería son los únicos elementos de mayor tamaño y, dado que funciona con batería, es completamente portátil.
El circuito es en realidad un oscilador de relajación de frecuencia ajustable que se empareja a través de un transformador con el altavoz de 4 ohmios. La frecuencia de pulsación se puede variar de aproximadamente 1 por segundo (60 por minuto) a alrededor de 10 por segundo (600 por minuto) utilizando una olla bobinada de 10 k, R2.
El nivel de salida de sonido se puede modificar mediante una olla bobinada de 1 k, 5 vatios, R4. El transformador de salida T1 es en realidad una pequeña unidad de 125: 3,2 ohmios. El circuito extrae 4 mA para la frecuencia mínima de latido del metrónomo y 7 mA durante la frecuencia de latido más rápida, aunque esto podría fluctuar dependiendo de UJT específicos. Una batería de 24 V ofrecerá un servicio excelente con este consumo de corriente reducido. El condensador electrolítico C1 tiene una potencia nominal de 50 V. Las resistencias R1 y R3 son de 1/2 vatio, y los potenciómetros R2 y R4 son del tipo bobinado.
9) Sistema de señalización basado en tonos
El diagrama de circuito que se muestra a continuación permite extraer una señal de audio independiente de cada uno de los canales indicados. Estos canales pueden incluir puertas únicas dentro de un edificio, varias mesas dentro de un lugar de trabajo, varias habitaciones dentro de una casa o cualquier otra área donde se puedan trabajar con botones.
La ubicación que podría estar señalando el audio podría identificarse por su frecuencia de tono específica. Pero esto puede ser factible solo cuando se emplea un número menor de canales y las frecuencias de tono están significativamente separadas (por ejemplo, 400 Hz y 1000 Hz) de modo que nuestro oído las distinga fácilmente.
De nuevo, el circuito se basa en un concepto de oscilador de relajación simple, que utiliza un transistor de unión única tipo 2N2646 para generar la nota de audio y conmutar un altavoz. La frecuencia del tono se define a través del condensador C1 y uno de los potenciómetros bobinados de 10 k (R1 a Rn). Tan pronto como el potenciómetro se ajusta a 10k ohmios, la frecuencia es de alrededor de 259 Hz cuando el potenciómetro se ajusta a 1k, la frecuencia es de aproximadamente 2591 Hz.
El oscilador está conectado con el altavoz a través de un transformador de salida T1, una pequeña unidad de 125: 3,2 ohmios con la toma central del lado primario desconectada. El circuito funciona con alrededor de 9 mA de la fuente de 15 V.
10) luz intermitente LED
Se podría construir un destellador LED muy simple o un destellador LED usando un circuito oscilador de relajación basado en UJT ordinario como se muestra a continuación.
El funcionamiento de la Intermitente LED es muy básico. La frecuencia de parpadeo está determinada por los elementos R1, C2. Cuando se aplica energía, el condensador C2 comienza a cargarse lentamente a través de la resistencia R1.
Tan pronto como el nivel de voltaje a través del capacitor excede el umbral de disparo del UJT, se dispara y enciende el LED brillantemente. El condensador C2 ahora comienza a descargarse a través del LED, hasta que el potencial a través de Cr cae por debajo del umbral de retención del UJT, que se apaga y apaga el LED. Este ciclo sigue repitiéndose, haciendo que el LED parpadee alternativamente.
El nivel de brillo del LED lo decide R2, cuyo valor podría calcularse mediante la siguiente fórmula:
R2 = Suministro V - Corriente LED V adelante / LED
12 - 3.3 / .02 = 435 ohmios, por lo que 470 ohmios parece ser el valor correcto para el diseño propuesto.
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