UJT

UJT
โครงสร้างและสัญลักษณ์ของยูเจที
ยูเจที (UJT) ย่อมาจาก” ยูนิจังชั่น ทรานซิสเตอร์ Unijunction Transistor” เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำที่มีโครงสร้างเป็นสารกึ่งตัวนำชนิด N แท่งหนึ่งแล้วทำการต่อขั้วเข้าที่ปลายของสารกึ่งตัวนำนั้น จากนั้นนำแท่งสารกึ่งตัวนำชนิด P มาต่อให้เกิดรอยต่อที่บริเวณตรงกลางแท่งสารกึ่งตัวนำชนิด N ค่อนไปทางด้านบนเล็กน้อย ดังรูปที่ 1 ตรงรอยต่อสารกึ่งตัวนำชนิด N และสารกึ่งตัวนำชนิด P จะเสมือนกับเป็นไดโอดตัวหนึ่งและต่อขาออกจากปลายทั้งสามดังรูปที่ 1 โดยขาที่ต่อออกจากสารกึ่งตัวนำชนิด P จะเป็นขาอิมิตเตอร์ ส่วนขาที่ต่อออกจากแท่งสารกึ่งตัวนำชนิด N ที่ใกล้กับสารกึ่งตัวนำชนิด P เรียกว่าขา B1 และขา B2



UJT ทำหน้าที่ให้ความช่วยเหลือในการทำงานของอุปกรณ์และวงจรต่าง ๆ UJT เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำชนิด 2 ตอน คือสารชนิด P และสารชนิด N คล้ายไดโอด แต่มีขาต่ออกมาใช้งาน 3 ขา UJT ไม่จัดอยู่ในอุปกรณ์กึ่งตัวนำจำพวกไธริสเตอร์ เพราะโครงสร้างไม่ได้ประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำ 4 ตอน UJT มักถูกเรียกว่าไดโอดชนิดเบสคู่ โดยมีขาเบสต่ออกมาใช้งาน 2 ขา และขาอิมิเตอร์ 1 ขา


คุณสมบัติ เมื่อปรับตัวต้านทานให้เพิ่มแรงดันที่ขา E เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จะมีกระแสรั่วไหลเพียงเล็กน้อย เมื่อแรงดันที่ขา E เพิ่มขึ้นถึง VP จะทำให้ไดโอดได้รับไบอัสตรงจะทำให้มีกระแสไหลจากขา E ไปยังขา B1 เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และในขณะเดียวกันแรงดันที่ขาอิมิตเตอร์ (VE) จะมีค่าลดลงอย่างรวดเร็วแรงดันนี้จะลดลงเรื่อยๆ จนถึงค่าต่ำสุด (VV) จากนั้นถ้าเพิ่มแรงดันที่ขา E เพิ่มขึ้นเล็กน้อยจนถึงจุดอิ่มตัว (VE(sat)) และถ้าเพิ่มแรงดันสูงขึ้นอีกก็จะทำให้ยูเจทีพังทลายได้ ในทำนองเดียวกันถ้าให้แรงดัน VE มีค่าน้อยกว่าแรงดันที่จุดต่อ RB1และ RB2 ก็จะทำให้ยูเจทีไม่มีกระแสไหลอีกเช่นเคย


การวัด UJT

ตั้งโอห์มมิเตอร์ R x 100 วัดสองขาของ UJT คู่ใดคู่หนึ่ง
ปรากฎว่า วัดกลับไปกลับมาขึ้นทั้งสองครั้ง
ตัวอย่าง
ขา (2 - 3) เป็นขา B2 หรือ B1 ขาที่เหลือจะเป็นขา E
นำสายมิเตอร์สีดำ (ไฟ +) จับขา 1 ขา E เป็นหลัก เพื่อหาขา B2 กับ B1 (Forward Bias)
(ขา E กับ B2) ความต้านทานจะน้อยกว่าขา B1
(ขา E กับ B1) ความต้านทานจะมากกว่าขา B2
ถ้าใช้สายมิเตอร์สีแดง (ไฟ -) วัดขา E กับ B2 , B1 ลักษณะ Reverse Bias เข็มจะไม่ขึ้น เหมือนกับการวัด DIODE ถ้าเข็มขึ้น แสดงว่า UJT ลีค เสีย
ถ้าวัดทุกขาของ UJT ไม่ขึ้นเลยแสดงว่า UJT เสีย

การจ่ายไบอัส UJT
การจ่ายไบอัสให้ UJT ทำงาน ต้องจ่ายให้ถูกต้องตามที่ UJT ต้องการ คือจ่ายแรงดันบวกให้ขา B2 จ่ายแรงดันลบให้ขา B1 ส่วนขา E ต้องจ่ายแรงดันเป็นบวกให้เทียบกับขา B1 ลักษณะวงจรการจ่ายไบอัส แสดงดังรูป

จากรูป เป็นวงจรไบอัสเบื้องต้นของ UJT มีแรงดันแหล่งจ่าย VBB จ่ายให้ขา B2 และขา B1 โดยจ่ายศักย์บวกให้ขา B2 เทียบกับขา B1 ส่วนที่ขา E มีแหล่งจ่ายแรงดัน VEE จ่ายผ่าน RE ไปให้ขา E และขา B1 เกิดศักย์ตกคร่อม VE เป็นแรงดัน ที่ขา E และขา B1 ศักย์ VE ที่ ขา E เป็นบวก ที่ขา B1 เป็นลบ

ไบอัสที่จ่ายให้ดังกล่าวถึงแม้ถูกต้องตามที่ UJT ต้องการ แต่ UJT ยังไม่นำกระแสจนกว่าแรงดัน VE ที่เป็นไบอัสตรงจะสามารถทำให้เกิดกระแส IE ไหลผ่านขา E จึงจำทำให้เกิดกระแส IB ไหล นั่นคือ UJT นำกระแส เพื่อความเข้าใจในการทำงานของตัว UJT จึงเขียนวงจรไบอัสให้ UJT ในรูปวงจรสมมูลดังรูปด้านบน
จากรูปด้านบน เป็นวงจรเบื้องต้นของ UJT ในรูปวงจรสมมูล ช่วยในการทำความเข้าใจการทำงานของ UJT และทราบคุณสมบัติของตัว UJT ได้ดีขึ้น ความต้านทานของสารกึ่งตัวนำชนิด N ทั้งแท่งที่เขียนอยู่ในรูป RB2 และ RB1 รวมเรียกว่า ความต้านทานระหว่างเบส ( Interbase Resistance ) ใช้ตัวย่อ RBB เป็นความต้านทานภายในตัว UJT ระหว่างขา B2 และขา B1 ในขณะที่ UJT ไม่ทำงาน ( IE = 0 ) ค่าความต้านทาน RBB นี้เกิดจากการรวมกันของ RB2 และ RB1 เขียนเป็นสมการได้ดังนี้
RBB = ( RB1 + RB2 ) | IE = 0