¿Qué es un oscilador de relajación UJT? Diagrama de circuito y aplicaciones

Los osciladores son los circuitos electrónicos que se utilizan para generar formas de onda sin utilizar una señal de entrada. Formas de onda tales como ondas sinusoidales, ondas coseno, ondas triangulares, ondas de pulso, etc. se generan utilizando un circuito oscilador. Básicamente, hay dos tipos de osciladores electrónicos: osciladores lineales y osciladores de relajación. Los osciladores lineales se utilizan para generar formas de onda sinusoidales, mientras que los osciladores de relajación se utilizan para generar formas de onda no sinusoidales. El oscilador de relajación consta de un circuito de retroalimentación con un dispositivo de conmutación como un transistor, un amplificador operacional, un relé, etc. que carga y descarga repetidamente el condensador a través de una resistencia. En el oscilador de relajación UJT, UJT se utiliza como dispositivo de conmutación.

¿Qué es el oscilador de relajación UJT?

Para generar formas de onda sin usar una señal de entrada, usamos osciladores. Los osciladores de relajación son los circuitos que producen las formas de onda no sinusoidales. Estos osciladores consisten en un circuito de retroalimentación con un dispositivo de conmutación que carga y descarga un capacitor a través de una resistencia hasta que alcanza el valor umbral. Aquí, el período del oscilador depende de la constante de tiempo del capacitor. En el oscilador de relajación UJT, UJT se utiliza como dispositivo de conmutación que carga y descarga el condensador.

Oscilador de relajación y características UJT

Para comprender cómo funciona el UJT en el oscilador de relajación, es importante conocer las características del UJT. UJT es la abreviatura de UniJunction Transistor. Es un dispositivo de tres terminales que se utiliza como transistor de conmutación ON-OFF. Estos están construidos con material semiconductor de tipo P y N, formando una única unión PN en el canal de tipo N del dispositivo. Tiene conductividad unidireccional y características de resistencia negativa. Actúa como un divisor de voltaje variable durante las condiciones de ruptura. Aquí, el material de tipo P se fusiona en el canal de silicio de tipo N. El canal de tipo N del UJT actúa como el principal canal de transporte de corriente con dos conexiones externas Base1 y Base2. El material tipo P forma la conexión del emisor.

En UJT, el terminal emisor E está polarizado hacia adelante. Aquí, la relación de distancia intrínseca indica la relación resistiva de RB1 a RB2, indicada como η. Los valores de η oscilan entre 0,5 y 0,8.

η = RB1/(RB1+RB2)

UJT se apaga cuando se aplica un voltaje de entrada pequeño, menos el voltaje a través de RB1, a la terminal del emisor. Cuando al terminal del emisor se le aplica un voltaje mayor que el voltaje a través de los terminales RB1, el dispositivo se polariza directamente y comienza a conducir.

Diagrama del circuito del oscilador de relajación UJT

El oscilador de relajación UJT consta de un circuito UJT con su emisor conectado a una resistencia y un condensador. La temporización de la forma de onda de salida se determina utilizando la constante de tiempo RC. La tensión de alimentación VBB se aplica al circuito. El capacitor comienza a cargarse a través de la resistencia R1.

oscilador de relajación UJT La teoría

Cuando el capacitor se carga hasta el valor máximo de umbral del UJT, el UJT se activa y el capacitor comienza a descargarse. El condensador se descarga a través de la resistencia R2. El capacitor se descarga hasta que el voltaje disminuye hasta el punto valle del UJT, donde el UJT se apaga y el capacitor comienza a cargarse nuevamente. El voltaje de salida recolectado en R2 forma la forma de onda no sinusoidal. La forma de onda de voltaje se genera cuando el UJT está en el estado ON.

Inicialmente el voltaje a través del capacitor Vc =0. El capacitor comienza a cargarse a través de la resistencia R1, V = V0(1- e^{1/R₁ contra}). El capacitor continúa cargándose hasta que se enciende el UJTi, donde comienza a descargarse a través de la resistencia R2.

Este proceso de carga y descarga continúa. El voltaje a través del capacitor cuando se traza en el gráfico muestra una forma de onda de barrido. La carga y descarga continua del capacitor generó una forma de onda de barrido a través del capacitor. Por lo tanto, la salida del oscilador de relajación genera formas de onda continuas no sinusoidales.

forma de onda del oscilador de relajación ujt obtenido a través de la resistencia de descarga también genera una señal de CC con relajación y corriente alterna. La relajación se produce cuando se apaga el UJT y se genera la señal de CA cuando se enciende el UJT.

Se deben tener en cuenta algunos parámetros de diseño al diseñar este oscilador de relajación. El período de tiempo de la forma de onda de salida en función de la constante de tiempo RC está dado por T=R2C log(1/1-η) mientras que la frecuencia está representada por 1/T. Como la velocidad de carga del condensador depende del valor de resistencia de R1, el valor de resistencia efectivo de R1 se puede elegir como R1 = 10⁴ /η VBB, VBB es la tensión de alimentación. Los valores de descarga del condensador en función del valor de resistencia de R2. Así R_máx. = (VBB-V_pags)/YO_pags y R_Mínimo = (VBB – V_v)/ YO_v . donde V_pags y yo_pags son respectivamente la tensión máxima y la corriente máxima de UJT. V_v y yo_v son respectivamente la tensión de valle y la corriente de valle de UJT.

Aplicaciones

los Aplicaciones del oscilador de relajación UJT somos

El oscilador de relajación permanece en la posición de reposo durante un tiempo y produce señales alternas. Estos osciladores producen señales de baja frecuencia. El oscilador de relajación UJT se utiliza en el generador de funciones para producir señales de barrido, pitidos electrónicos, SMPS, luces intermitentes, osciladores controlados por voltaje, inversores, etc.

Ventajas y desventajas

los oscilador de relajación UJT Ventajas y desventajas somos

La característica de resistencia negativa del UJT agrega una ventaja al oscilador de relajación UJT. UJT requiere un valor de corriente de disparo bajo. Es de bajo costo y es un dispositivo de baja absorción de energía. UJT tiene un voltaje de disparo estable.

Las desventajas del oscilador de relajación UJT son que son inestables y que las buenas funciones de control requieren circuitos complejos.

El oscilador de relajación UJT se puede usar como generador de pulsos cuando se usa el voltaje a través de la resistencia de descarga. Al conectar un potenciómetro en lugar de la resistencia de carga R1, se pueden obtener formas de onda de diente de sierra con diferentes rangos de frecuencia a través del capacitor. Se pueden obtener pulsos con diferentes rangos de frecuencia a través de la resistencia de descarga cuando experimento del oscilador de relajación ujt con diferentes valores de condensador y resistencias R1 y R2.

El modelo matemático del oscilador de relajación se utiliza en muchos campos científicos para analizar sistemas dinámicos que producen oscilaciones no lineales. A la salida de un oscilador de relajación, sólo hay una rampa que ocupa todo el período. Aquí, el voltaje a través del capacitor es una onda de diente de sierra, mientras que la corriente que fluye a través de UJT es una secuencia de pulsos cortos. ¿Cuál es el voltaje pico del UJT?