A figura acima ilustra a estrutura física do UJT, que não é exatamente a estrutura real, mas serve para explicar como o UJT funciona. Em uma barra de material N levemente dopado, é soldado um terminal de alumínio, que é um dopante aceitador. Forma-se então, na região próxima à junção, um material do tipo P de dopagem elevada, chamado de emissor (E). Os outros dois terminais da barra são chamados base 1 (B1) e base 2 (B2). Em relação aos terminais B1 e B2, a barra nada mais é do que uma simples resistência, cujo valor depende de detalhes construtivos, como dopagem e dimensões. O transistor unijunção se comporta como um resistor no trecho que corresponde os terminais base 1 e base 2, e o emissor deste componente está ligado por uma junção numa altura que corresponde de 0,4 a 0,9 v do seu comprimento. Isso significa que temos um divisor de tensão. Considerando a junção que existe entre o emissor e esta região, precisamos de 0,4 a 0,9 da tensão de alimentação, mais 0,6 Volt para vencer a junção, para que alguma corrente flua entre as bases. O transistor unijunção é um dispositivo lento, de modo que ele não pode oscilar acima de algumas dezenas de quilohertz, mas o pulso de descarga é forte e pode acionar diversos dispositivos. Ao usar um transistor unijunção, observamos basicamente as seguintes características:
> Relação intrínseca que nos permite determinar a tensão de emissor em que ocorre o disparo. Ela pode variar entre 0,2 e 0,8 conforme o transistor.
Tensão máxima de operação que pode chegar tipicamente a 35V para o UJT 2N2646.
Corrente máxima de emissor, que é a corrente no momento de descarga e que nos dá a intensidade do pulso gerado. Ela chega a 1 ampere nos tipos como o UJT 2N2646.
2 - FET
O primeiro FET desenvolvido foi o de junção, FET (Junction Field Efect Transistor). Há dois tipos: Canal N e Canal P. Sua estrutura consiste numa barra de material semicondutor N (ou P), envolvida no centro com material P (ou N), a região N (ou P) esta parte, estreita, é chamado canal, por influir a corrente controlada
Obs.: No FET de canal P invertem-se camadas semicondutoras N e P.Note que em torno de um canal forma-se uma região de potencial na junção PN. Esta barreira restringe a área de condução de canal ao outro.
3 - SCR
SCR é a abreviação de Silicon Controlled Rectifier ou diodo (retificador) controlado de silício. A estrutura “decomposta” pode ser considerada a dois transistores de tipos diferentes (NPN e PNP) ligados da forma indicada abaixo .
Temos então o que se denomina de uma chave regenerativa. Levando em conta a analogia com os dois transistores, ficará fácil entender o princípio de funcionamento deste componente. Para esta finalidade, vamos que entre o anodo e o catodo seja aplicada uma tensão de alimentação, e em série com o componente uma carga. Nas condições indicadas nada acontece, pois o componente não conduz corrente alguma. Se, no entanto, aplicarmos um pulso positivo de curta duração à comporta do SCR (gate), este pulso polariza no sentido de saturar o transistor NPN que então conduz fortemente a corrente. Ora, a corrente de coletor do transistor NPN é justamente a corrente de base do transistor PNP, no sentido de satura-lo. Temos então também a condução do transistor PNP fluindo uma forte corrente entre o anodo e o catodo. Ao mesmo tempo porém, também flui uma corrente pelo coletor de transistor PNP e essa corrente é justamente a que polariza ou mantém polarizado o transistor NPN, ou seja, ela “realimenta” o circuito. Assim, mesmo que o pulso inicial desapareça, a corrente de coletor do transistor PNP realimenta o circuito e o mantém ligado com uma forte condução entre o anodo e o catodo. Para desligar o circuito é preciso interromper a corrente entre o anodo e o catodo e isso pode ser feito de duas maneiras: Ø Desligando a alimentação por um instante. Ø Curto-circuitando o anodo com o catodo. Veja que ao conduzir a corrente, o SCR se comporta como um diodo, pois ela só pode ir do seu anodo para o catodo. Isso significa que se usarmos o SCR num circuito de corrente alternada, ele só pode conduzir metade dos semiciclos. Dizemos que se trata de um controle de meia onda. Existem entretanto, artifícios que permitem controlar os dois semiciclos de uma alimentação alternada usando apenas um SCR.
4 - DIAC
O Diac também é um semicondutor da família dos tiristores. Trata-se de um elemento bidirecional de disparo com dois terminais.
Basicamente podemos dizer que o Diac possui uma característica de resistência negativa que se manifesta em torno dos 27Volts (entre 25 e 30V conforme o tipo). Isso significa que polarizando em qualquer sentido um Diac, quando atingimos esta tensão ele dispara, conduzindo então em qualquer sentido com facilidade. A utilização mais comum do Diac é em conjunto com o Triac. No entanto, existem algumas poucas aplicações interessante em que este componente pode ser usado sozinho. A aplicação mais simples que é uma chave sensível à tensão, também serve de teste para o componente.
5 - TRIAC
O Triac é um semicondutor para controle de potência da mesma família dos SCR’s, mas com capacidade de conduzir a corrente nos dois sentidos. A família a que pertencem esses dois semicondutores é denominada do Tiristores.
Para efeito de análise de funcionamento, podemos considera-lo como dois SCR’s ligados em oposição. Isso significa que independentemente da polarização dos seus eletrodos principais MT1 e MT2, podemos dispara-lo com um pulso de tensão positiva no terminal de comporta Esta capacidade de conduzir a corrente nos dois sentidos a partir de sinais aplicados na comporta, torna o Triac ideal para aplicações em circuitos de controles de potência em corrente alternada. Correntes de vários amperes podem ser controlados pelos Triacs comuns, que são conseguidos em invólucros de alta dissipação para montagem em radiadores de calor. Os circuitos típicos de aplicação de Triacs, colocam estes componentes em série com a carga controlada e um circuito de disparo ligado à comporta.
6 - FOTOTRANSISTOR
O princípio de funcionamento do foto-transistores é o mesmo dos foto-didos: a incidência de luz ou infravermelho nas junções, libera portadores de carga, criando assim uma corrente cuja intensidade depende também da luz ou radiação incidente. Se a corrente liberada for de base de um transistor, teremos como efeito adicional à amplificação, pois a corrente total de coletor será multiplicada pelo ganho do componente.
7 - DIODO DE QUATRO CAMADAS (Schockley)
O diodo Schockley ou de quatro camadas é um SCR sem gatilho preparado para disparar por tensão. Enquanto a tensão em cima do diodo for menor que a sua tensão de disparo, ele permanecerá cortado. Quando a tensão aplicada sobre ele atingir o valor da tensão de gatilho, ele entrará em condução e se transformará num caminho de baixa impedância
8 - CHAVE UNILATERRAL DE SILÍCIO (SUS)
A chave unilateral de silício (SUS – Silicon Unilateral Switch) é uma versão aperfeiçoada do diodo de quatro camadas. Na verdade, esse dispositivo é um circuito integrado, sendo internamente construído com transistores, diodos e resistores. Um terceiro terminal de gatilho foi acrescentado para dar maior flexibilidade na utilização da SUS. A tensão de disparo é da ordem de 8 Volts.
9 - CHAVE BILATERAL DE SILÍCIO (SBS)
A chave bilateral de silício (SBS - Silicon Bilateral Switch) é uma associação antiparalela de duas SUS, como mostra a figura abaixo e cujo símbolo está representado
Isto faz com que a SBS possa ser utilizada para o disparo de TRIAC’s. Tanto a SBS como a SUS são usadas como dispositivos de disparo após uma rede defasadora. A vantagem da SBS e da SUS é o gatilho, que pode alterar suas características. Dando maior flexibilidade à escolha dos componentes dos circuitos.
10 - TRANSISTOR DE UNIJUNÇÃO PROGAMÁVEL (PUT)
O PUT (Programable Unijunction Transistor ou transistor de unijunção programável) é um dispositivo de quatro camadas, semelhante ao SCR. A diferença é que no PUT, o terminal de gatilho situa-se na região N, próxima ao anodo.
Apesar de sua semelhança física com o SCR, o PUT é chamado transistor de unijunção, por ser utilizado em circuitos, onde poderiam ser utilizados UJT’s convencionais. As características elétricas do PUT e do UJT são semelhantes, mas a tensão de disparo do PUT é programável. Ale disso, o PUT é mais rápido e mais sensível do que o UJT. O PUT é chamado de programável, pois, enquanto no UJT o parâmetro h (divisor resistivo) é uma característica construtiva, no PUT ele é fixado por resistores externos.
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