Le Transistor unijonction
Généralités
Fonctionnement
Application
Graphique
Généralités :
Dans la famille des transistors nous trouvons le transistor unijonction appelé également UJT. Ce composant un peu particulier est souvent nommé par les électroniciens diode à deux bases. L'appellation "unijonction" vient du fait qu 'il n'existe qu'une seule jonction sur ce composant.
L' UJT est souvent utilisé en générateur d 'impulsion.
Le transistor unijonction est constitué d 'un barreau de silicium de faible section et faiblement dopé (type N) il possède à ses extrémités deux contacts nommées B1 et B2 (base 1 et base 2) et par ailleurs il possède une troisième électrode issue d'une région dopée de type P cette broche est appelée "Emetteur".
Le schéma suivant reprend cette structure et le brochage .
Le schéma équivalent d 'un tel transistor peut se comparer à deux résistances représentant le barreau de silicium dopé N et au point de connexion de ces deux résistances se trouve une diode représentant la région dopée P reliée au contact de la région N du barreau. Le fait que le barreau de silicium soit faiblement dopé fait que l'on retrouve entre les électrodes B1 et B2 une résistance ohmique de l'ordre de 5 à 10 k ohm.
Comme on le voit sur ce schéma simplifié, si les bases B1 et B2 sont reliées entres-elles, le transistor se présente alors comme une diode.
Fonctionnement:
Si l 'on alimente avec une tension U1 le barreau de silicium, on retrouve un pont diviseur de tension et l 'on retrouve au point de connexion m de la cathode de la diode une tension ayant la valeur suivante :
Um= ( U1*rb1 ) / ( rb1+rb2 )
Le rapport rb1/(rb1+rb2) est une constante il est noté n celui-ci est propre à chaque transistor unijonction, il dépend entre autre de la position de la jonction d' émetteur sur le barreau de silicium, en règle générale ce rapport oscille entre 0.5 et 0.8, il est donné par le constructeur avec la fiche technique du composant.
· Si la tension U2 est inférieure à la tension (Vm + Vd), alors la diode est polarisée en inverse et le courant circulant de m vers E est faible. Le courant circulant dans le barreau de silicium du point B2 au point B1 dépend des caractéristiques du transistor unijonction.
· Si la tension U2 est supérieure à la tension (Vm+Vd) VD étant la tension de seuile de la jonction, alors la diode devient passante et il circule un courant de E vers m. La résistance rb1 diminue fortement et le courant augmente dans les mêmes proportions. Cette diminution de la résistance s'explique par l'afflux de charges positives (trou) due à la conduction de la diode, cet afflux de charges positives est compensé par un apport d 'électron provenant de la source d 'alimentation U1.
Voici la caractéristique du transistor unijonction remarquez que dans la région de coupure (diode en inverse) un léger courant inverse circule dans la jonction formée entre l 'émetteur et la base b1.
Si la tension appliquée sur la broche E atteint le seuil de Vpic correspondant à la tension de seuil vd + n(U1) alors le courant augmente dans la diode (IE) et la tension VEB1 diminue dans cette partie de la courbe on s 'aperçoit de la présence de cette résistance négative du transistor unijonction.
La tension VEB1 diminue jusqu' à la tension V vallée (la résistance interne ne peut plus diminuer) pour entrer dans la troisième région représentée sur la courbe, région dite de saturation. La tension Vvallée est de l 'ordre de 1 à 4 volts selon le composant utilisé.
Application
Comme nous l 'avons vu précédemment on s 'aperçoit que le transistor unijonction va "conduire" lorsque la diode sera polarisée correctement c 'est à dire que la tension sur la broche E soit supérieure à la tension présente au point m (correspondant à la cathode de la diode). Nous avons appris par ailleurs au chapitre des condensateurs que la tension aux bornes de celui-ci dans un montage RC, évolue selon une courbe, en sachant que l'on obtient toujours 63% de la tension pour 1 tau 'est à dire une fois le produit RC ( constante de temps ).
Que ce passe t'il si nous réalisons le montage suivant :
- Dès que l 'interrupteur i sera fermé, un faible courant circulera dans le transistor via RB2-RB1 et également un courant qui traversera la résistance R de 10k ohm pour charger le condensateur C de 1 µF. Aux bornes du condensateur la tension va croître selon la courbe de charge que nous avons déjà étudiée. Dès que la tension Uc est supérieure au seuil que nous avons détaillé auparavant ( VS+n(U1)) alors la diode devient passante et un courant important circule dans la résistance interne RB1 et de ce fait on retrouve une tension Ur1 correspondante au courant circulant dans la résistance interne rb1 x R1.
- Le condensateur vient de se décharger rapidement dans la résistance R1, la tension au borne de celui-ci est pratiquement nulle, la jonction E-RB1 du transistor se bloque, la diode n'est plus passante et le courant décroît dans la résistance R1, de même que la chute de tension au borne de R1 ( Ur1). Nous allons retrouver aux bornes de R1 et de C des impulsions ayant la forme du graphique ci-après
- Le condensateur se recharge et le cycle recommence. Les impulsions de sorties pourront par exemple commander la gâchette d 'un thyristor.
Graphique
Aux bornes du condensateur nous observons que la courbe de charge n'a pas la même pente que la courbe de décharge ceci est du au fait que c'est la résistance R de 10 kilo ohm qui est dans la constante de temps RC, quant à la décharge c'est la résistance R1 et comme les deux résistances n'ont pas la même valeur la décharge est plus rapide, ce qui explique la courbe obtenue.
