UNI JUNCTION TRANSISTOR ( UJT )

UNI JUNCTION TRANSISTOR ( UJT )

1.1. Simbol dan Konsrtuksi dari UJT

UJT disimbolkan sebagai gambar 2.1a. dan konsrtuksinya diperlihatkan pada gambar 2.1b. dimana sebatang bahan semikonduktor silicon di-dop ringan dengan unsur dari golongan 5 sehingga menjadi tipe N. Ujung batang ini menjadi B₁ dan B₂ dengan nilai resistansi antara B₁ dan B₂ cukup besar kira-kira 10KΩ.

Kira-kira ditengah-tengah batang B₁ dan B₂ diberikan dope agak berat dari unsur golongan 3 sehingga terbentuk tipe P yang berfungsi sebagai emitter (E).

Rangkian ekuivalen dari UJT yang sederhana dapat dilihat pada gambar 2.1c.

Antara emitter ke persambungan (junction) basis tampak sebagai sebuah PN dioda. Tahanan antara basis R_BB dari batang silicon tipe N, merupakan dua buah resistor R_B1 dan R_B2. 

Jika ada arus yang mengalir dari emitter ke basis 1 dan UJT akan “ON” dimana R_B1 nilainya kan turun secara tajam .

Gambar 2.1a.                                                                            Gambar 2.1b.

         Simbol dari UJT                                                                          Konstruksi dari UJT

Nilai tahanan R_B1 akan berubah-ubah tergantung dari besarnya arus emitter   yang mengalir.

Gambar 2.1c. Rangkaian Ekuivalen dari UJT

Sejak terjadi penghantaran, R_B1 merupakan fungsi dari arus emitter, variasi tahahan R_B1 disebabkan oleh perubahan arus emitter dan dalam hal ini disebut sebagai “Conductivity Modulation”. 

Jika tidak terdapat aliran arus emitter I_E tegangan U_AB1 dari titik A ke B₁ dapat ditulis sebagai berikut:

 

dimana       : 

 U_BB adalah tegangan antara basis

R_B1 adalah tahanan basis 1

R_BB adalah tahanan antara basis, dan

ไ   adalah instrinsic standar off ratio UJT  =

 

Harga ไ  terletak antara 0.51 sampai 0.81. Jika tegangan bias U_E lebih rendah dari U_BB, maka junction emitter ke basis adalah reverse bias dan pada keadaan ini arus emitter tidak mengalir kecuali arus bocornya saja.

Jika pemberian tegangan U_E lebih besar daripada ไ U_BB, junction emitter ke basis 1 adalah forward bias dan arus emitter akan mengalir.

Karakteristik konduktivitas emitter adalah sebagai berikut : 

Jika I_E naik, tegangan emitter ke basis 1 turun dan dapat dilihat pada gambar 2.1d

 

Gambar 2.1d. Karakteristik Konduktivitas Emitter

 

Pada daerah sebelah kiri dari U_P, emitter ke basis adalah reverese bias dan pada saat ini tidak ada arus emitter dan daerahnya disebut daerah cut-off.

Pada daerah sebelah kanan dari U_P, emitter ke basis adalah forward bias dan I_E mengalir. Daerah sebelah kanan dari U_V disebut daerah saturasi.

Tegangan puncak U_P memenuhi persamaan:

U_P = ไ U_BB + U_D     dimana U_D = ± 0.70

Dari persamaan tersebut tampak bahwa U_P tergantung pada tegangan antara basis U_BB dan pada tegangan forward yang melewati dioda emitter ke basis.

Stabilisasi U_P dapat dicapai dengan cara memasang R₂ seri pada base 2 seperti yang terlihat pada gambar 2.1e.

Gambar 2.1e. Stabilisasi U_P dapat dicapai dengan cara memasang R₂  seri pada Base 2

Dalam rangkaian ini R₁, R_BB dan R₂ merupakan pembagi tegangan. Dalam hal ini agar UJT dapat “ON” maka tegangan U_E harus menyamai U_P dan I_E juga harus lebih besar daripada I_P-nya.

1.2. UJT Sebagai Relaxation Oscilator

 Dalam gambar 2.2a. memperlihatkan UJT yang dihubungkan sebagai Relaxion Oscilator dimana rangkaian ini dapat membangkitkan bentuk gelombang tegangan U_B1 yang dapat digunakan sebagai pemicu gate sebuah SCR.

Gambar 2.2a. Relaxation Oscilator UJT

 

Prinsip kerja rangkaian ini adalah:

Jika sakelar (S) ditutup maka sumber akan melayani rangkaian tersebut. C_E mulai diisi secara eksopnensial lewat R_E sehingga mencapai tegangan U₁. Tegangan yang mengisi C_E adalah tegangan U_E yang digunakan emitter UJT.

Jika C_E sudah diisi sehingga mencapai U_P maka UJT akan “ON” tahanan R_B1 akan turun dengan cepat.

Pulsa tajam dari arus I_E mengalir dari emitter ke basis 1 dan merupakan arus pengosongan dari C_E.

Jika tegangan C_E jatuh mendekati 2 volt maka UJT akan “OFF” dan periode ini akan berulang.

Bentuk gelombang pada gambar diatas merupakan tegangan gigi gergaji (saw-tooth) dan dibangkitkan pada pengisian C_E dan pulsa output U_B1 dibangkitkan lewat R₁. 

U_B1 adalah pulsa yang digunakan untuk memicu SCR. Frekuensi dari Oscilator ini tergantung pada konstanta waktu C_E.R_E dan pada karakteristik UJT-nya.

 

Untuk R₁ = 100Ω perioda dari oscillator T dapat diambil dengan rumus pendekatan :

 

 

Gambar 2b.2. dibawah ini memperlihatkan contoh penggunaan Relaxion Oscilator dalam rangkaian pengontrol SCR.

Gambar 2b.2. Pengontrol SCR dengan UJT