Le Transistor unijonction Généralités Fonctionnement Application

Le Transistor unijonction
Généralités
Fonctionnement
Application
Graphique
Généralités :
Dans la famille des transistors nous trouvons le transistor uni jonction appelé également UJT.
Ce composant un peu particulier est souvent nommé par les électroniciens diode à deux bases.
L'appellation "uni jonction" 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 uni jonction 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 "Émetteur".
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
uni jonction, 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 uni jonction.
· Si la tension U2 est supérieure à la tension (Vm+Vd) VD étant la tension de seuil 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 uni jonction 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 uni jonction 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 RB2RB1 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.