18,8K подписчиков

Как запрограммировать транзистор

3,3K прочитали

Программируемый однопереходный транзистор - звучит странно, но такая штука действительно существует. Пришла она на замену однопереходному транзистору и в отличии от него он и не дорог, и еще производится.

На самом деле программируемый однопереходный транзистор (PUT), это тип тиристоров, совсем не похожий на однопереходной транзистор (UJT). Единственное сходство с UJT заключается в том, что PUT можно использовать в том же генераторе для замены UJT.

  • UJT - Unijunction Transistor (однопереходный транзистор)
  • PUT - Programmable Unijunction Transistor (программируемый однопереходный транзистор)

Программируемый однопереходный транзистор - это трёхвыводной электронный полупроводниковый прибор, который по своим характеристикам аналогичен однопереходному транзистору, за исключением того, что его поведением можно управлять с помощью внешних компонентов.

Как работает однопереходной транзистор?

Типичный представитель однопереходного транзистора родом из СССР - КТ117.

КТ117 Цоколевка и название выводов
КТ117 Цоколевка и название выводов

Однопереходной транзистор состоит из кремниевого стержня N-типа, на одной стороне стержня N-типа имеется область P-типа. Клемма, которая подключена к области P-типа, называется клеммой эмиттера (E), а две другие клеммы, которые подключены к противоположным концам шины N-типа, называются базой 1, базой 2 (B1, B2).

Структура однопереходного транзистора транзистора
Структура однопереходного транзистора транзистора

Работу транзистора, разберем на примере работы самой популярной схемы - мигалки на КТ117.

Схема мигалки на однопереходном транзисторе КТ117
Схема мигалки на однопереходном транзисторе КТ117
Схема мигалки на КТ117 экономична и потребляет ток 1mA
Схема мигалки на КТ117 экономична и потребляет ток 1mA

Как это работает?

Переделаем схему следующим образом и построим график зависимости тока (Iвых) от напряжения на входе (Uвх).

Программируемый однопереходный транзистор - звучит странно, но такая штука действительно существует.-5

При увеличении входного напряжения до 7.5V транзистор оставался закрыт. Через амперметр протекал небольшой ток (от батареи) 1.1mA.

Программируемый однопереходный транзистор - звучит странно, но такая штука действительно существует.-6

После достижения входного напряжения выше значения 7.5V транзистор открылся и по пути внешний источник питания, эмиттер, база 1, резистор 47R, амперметр начал протекать ток порядка 35mA.

Программируемый однопереходный транзистор - звучит странно, но такая штука действительно существует.-7

Дальше, из графика видно, что при снижении входного напряжения транзистор закрывается не сразу, а только при достижении значения 4.5V

Программируемый однопереходный транзистор - звучит странно, но такая штука действительно существует.-8

Сразу после подачи питания конденсатор начинает заряжаться примерно до 7.5V

Программируемый однопереходный транзистор - звучит странно, но такая штука действительно существует.-9

После достижения этого значения транзистор открывается, и конденсатор С1 разряжается через R2. Пока на R2 напряжение больше чем падение напряжения на светодиоде - тот вспыхивает.

Программируемый однопереходный транзистор - звучит странно, но такая штука действительно существует.-10

После чего транзистор закрывается и процесс зарядки конденсатора начинается сначала.

От однопереходного транзистора к программируемому однопереходному

А можно как то сделать так, чтобы получилось тоже самое - но открывалось при напряжении, которое можно устанавливать? Можно!

Программируемый однопереходный транзистор - звучит странно, но такая штука действительно существует.-11

Хотя PUT программируемый однопереходной транзистор, выполняет функцию аналогичную однопереходному транзистору, он представляет собой трехвыводной тиристор.

Как пользоваться этой штукой, разберем на примере импортного однопереходного транзистора с управляемым порогом 2N6027.

2N6027 документация
2N6027 документация

Схематическое изображение программируемого однопереходного транзистора(PUT — programmable unijunction transistor) существенно отличается от обозначения обычного биполярного транзистора, а его выводы имеют другое название.

Цоколевка 2N6027 и название выводов
Цоколевка 2N6027 и название выводов

Схема демонстрирующая работу:

Простейший генератор на 2N6027
Простейший генератор на 2N6027
Мигалка на 2N6027
Мигалка на 2N6027

Если в этой схеме заменить конденсатор С1 на 100мкФ, то с помощью вольтметра можно узнать до какого значения он заряжается, прежде чем транзистор откроется.

Управление транзистором 2N6027
Управление транзистором 2N6027

С помощью делителя R1 R2 на управляющий электрод было подано напряжение +5.8V Поменяем эти резисторы местами, изменив напряжение на управляющем электроде на 3.2V

Программируемый однопереходный транзистор - звучит странно, но такая штука действительно существует.-17

Теперь транзистор открывается когда напряжение на аноде становится равным 3.3V.

Резюме: Оба транзистора напоминают кнопку, которая нажимает сама себя, когда напряжение на входе достигает определенного значения. В случае с программируемым однопереходным транзистором, можно управлять его поведением, подавая на управляющий электрод напряжение, при котором эта кнопка сама себя будет нажимать.

Когда напряжение на аноде однопереходного транзистора превышает пороговое значение, которое определяется напряжением на управляющем электроде, транзистор начинает пропускать ток и создается импульс, проходящий от анода к катоду. В этом случае ситуация выглядит так, как будто напряжение на аноде само нажимает на кнопку для замыкания контакта внутри транзистора при некоторой помощи напряжения на управляющем электроде
Когда напряжение на аноде однопереходного транзистора превышает пороговое значение, которое определяется напряжением на управляющем электроде, транзистор начинает пропускать ток и создается импульс, проходящий от анода к катоду. В этом случае ситуация выглядит так, как будто напряжение на аноде само нажимает на кнопку для замыкания контакта внутри транзистора при некоторой помощи напряжения на управляющем электроде

Область применения - различные генераторы. Есть ли смысл рассматривать такие схемы - пишите в комментариях.

Оглавление канала тут:

Всем удачи!