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Informe previo de laboratorio N°1 2015

OSCILADOR DE RELAJACION

I. OBJETIVOS Implementar un oscilador de relajación con un transistor UJT (2N2646)

Estudiar la forma de onda en cada una de las bases.

II. MARCO TEORICO

Osciladores

En electrónica un oscilador es un circuito que es capaz de convertir la corriente continua en una corriente que varía de forma periódica en el tiempo (corriente periódica); estas oscilaciones pueden ser senoidales, cuadradas, triangulares, etc., dependiendo de la forma que tenga la onda producida.

Un oscilador se compone de cuatro partes fundamentales, una fuente de alimentación, un amplificador, un generador de señal y una red de alimentación.

Osciladores de relajación

Un oscilador de relajación es un circuito que sirve para generar señales para dispositivos de control de potencia como Tiristores o TRIACs con una frecuencia que dependerá del diseño de cada oscilador, este tipo de oscilador pueden ser de diferentes maneras, sea con OPAM, con transistores UJT (transistor uni-union) o con transistores PUT (transistor uni-union programable).

Osciladores de relajación con UJT

¿Qué es un transistor UJT?

El transistor de uni-unión o UJT está constituido por dos regiones contaminadas con tres terminales externos: dos bases y un emisor. En la figura 1.a aparece la estructura física de este dispositivo.

Figura 1.a-Estructura física del UJT

Control de Maquinas Eléctricas Página 1

http://www.unicrom.com/Tut_triac.asp

http://www.unicrom.com/Tut_scr.asp

http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_peri%C3%B3dica

http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continua

http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nica


El emisor está fuertemente dopado con impurezas p y la región n débilmente dopado con n. Por ello, la resistencia entre las dos bases, RBB o resistencia interbase, es elevada (de 4 a 9KΩestando el emisor abierto).

El modelo equivalente representado en la figura 1.b está constituido por un diodo que excita la unión de dos resistencias internas, R1 y R2, que verifican RBB=R1+R2.

Figura 1.b- Modelo equivalente

Cuando el diodo no conduce, la caída de tensión en R1 (V1) se puede expresar como:

V 1=R1

R1+R2V B2B1=

R1RBB

V B2B1=n.V B2B1

En donde VB2B1 es la diferencia de tensión entre las bases del UJT y nes el factor de división de tensión conocido como relación intrínseca.

El símbolo del UJT se muestra en la figura 1.C

Figura 1.C transistor UJT



Funcionamiento del UJT

El funcionamiento de un UJT es muy similar al de un SCR. Para conseguir que el UJT entre en estado de conducción es necesario aplicar al emisor una tensión superior a la intrínseca.

Una vez que conseguimos que el diodo conduzca, por efecto de una tensión de polarización directa del emisor respecto a la base 1, los portadores mayoritarios del cristal P (huecos) inundan el tramo de cristal de tipo N comprendido entre el emisor y dicha base (recordar que el cristal P está fuertemente contaminado con impurezas y el N débilmente). Este efecto produce una disminución repentina de la resistencia R1 y, con ella, una reducción de la caída de tensión en la base 1 respecto del emisor, lo que hace que la corriente de emisor aumente considerablemente.

Mientras la corriente de emisor sea superior a la de mantenimiento (Iv), el diodo permanecerá en conducción como si de un biestable se tratase. Esta corriente se especifica normalmente en las hojas de características y suele ser del orden de 5mA.

Se definen dos puntos críticos: punto de pico (Vp, Ip) y punto de valle (Vv, Iv), ambos verifican la condición de DvE/DIE=0.

Figura 2-Caracteristicas eléctricas de un UJT

Osciladores de Relajación con UJT

El funcionamiento de este circuito se da básicamente en que el capacitor se carga hasta llegar al voltaje de disparo del transistor UJT, cuando esto sucede este se descarga través de la unión E-B1.

Cuando la tensión del capacitor llega al valor de la tensión de ruptura de la lámpara; ésta entra en conducción y el capacitor se descarga a través del nuevo camino que le brinda la lámpara al cerrar el circuito (circuito cerrado). Al caer la tensión del capacitor por debajo de la tensión de mantenimiento de la lámpara, el neón interrumpe el paso de corriente (circuito abierto) y cesa la descarga. Es así que, después del primer ciclo de trabajo, la tensión en el capacitor comienza a



oscilar entre los valores correspondientes a las tensiones de mantenimiento y ruptura, siendo la forma de la onda en diente de sierra.

En la siguiente imagen se observa el pulso que se origina en la Base 1 al descargarse el condensador

Fig 3

Si se desea variar la frecuencia de oscilación se puede modificar tanto el capacitor C como el resistor R1 (Potenciometro mas una resistencia fija).

f= 1T

= 1

RCLn(11−n

)

Pero como n es aprox 0.65 entonces:

f= 1T

= 1RC

III. MATERIALES Transistor 2N2646 (UJT) Potenciómetro Resistencias Diodo Led Capacitor de 0.018uF Fuente de alimentación DC de 12V Osciloscopio



IV. PROCEDIMIENTO

Seguiremos los siguientes pasos para diseñar el circuito:

Se elige la fuente de alimentación que para este caso usaremos Vcc=12V

Se elige la frecuencia f=4400 Hz

Tenemos que el valor del capacitor es C=0.018uF

Procedemos a hallar el valor de R teniendo los datos anteriores.

f= 1T

= 1RC

44 00Hz= 1

R(0.018x 10−6uF)

De donde obtenemos:

R=12k ohm

El cual lo representaremos mediante un potenciómetro y una resistencia fija de valores comerciales

POT=10Kohm

R1=2k ohm

Además, empíricamente hallamos valores para el RB1 y el RB2 el cual pueden estar en una relación de 1 a 10 o de 1 a 5 para este caso escogemos

RB1=33ohm

RB2=330ohm



V. SIMULACION

Con los datos obtenidos procedemos a armar nuestro circuito y simularlo en el software proteus:

Fig 4. Oscilador de relajación con UJT

Forma de la onda vista en el osciloscopio

Mis datos son:

C=0,018uF

F=4400 hz

R=1K

VDC=12V



La diferencia de tiempos llego a un aproximado = 4527.6 hz 4400 Hz


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