Universidad Politécnica de El SalvadorFacultad de Ingeniería y Arquitectura

Laboratorio de Ingeniería Eléctrica

Laboratorio 4

“EL UJT, OSCILADOR DE RELAJACION”

Materia: ELECTRONICA INDUSTRIAL

ALUMNOS CARNET NOTAREPORTE

1.

2.

3.

FECHA DE PRÁCTICA _______________ F. ________________FECHA DE ENTREGA _______________ F. ________________

A: Investigación previa……………..……………………. 20%B: Orden y Aseo del área de trabajo ……………………... 5%C: Puntualidad………………………................................. 5%C: Desarrollo de la Práctica………………………………. 30%D: Reporte………………………………………………… 40%

MISION DE LA UNIVERSIDADFormar profesionales con alto sentido crítico y ético, con capacidad de autoformación y con

las competencias técnico-científicas requeridas para resolver problemas mediante solucionesenfocadas en el desarrollo social y respetuosas del medio ambiente.

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LABORATORIO #42

UNIVERSIDAD POLITECNICA DE EL SALVADORFACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA.

ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA.

MATERIA ELECTRONICA INDUSTRIAL.GUIA DE LABORATORIO No.4

“ EL UJT, OSCILADOR DE RELAJACION”

I. OBJETIVOS GENERALES.

Familiarizarse con el transistor de unijuntura (UJT) y sus aplicaciones mas importantes.

II. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.

1) Realizar las diferentes mediciones entre las junturas de un UJT.2) Determinar la relación intrínseca de mantenimiento de un UJT.3) Mostrar la operación y determinar la frecuencia de un oscilador de relajación.4) Mostrar la operación de un generador de ondas, cuadrada y diente de sierra con UJT.

III. TEORIA BASICA.

El transistor de unijuntura, UJT tiene una sola juntura PN semejante a un diodo, sin embargodifiere de este en que el material n es una pieza de silicio con un contacto óhmico en cada extremo loscuales se designan como base 1 (B1) y base 2 (B2); para formar el terminal de emisor “e” y el material Pde juntura PN, se agrega un alambre de aluminio a la pieza de silicio, la figura 4.1 A nos muestra laestructura de un UJT y la figura 4.1B el símbolo de este elemento.

Figura 4.1

La fig. 4.2A nos muestra el circuito equivalente del UJT; RB1 y RB2 representan la resistenciaóhmica de la pieza de silicio entre la B1 y B2; a cada lado de la juntura PN, la resistencia total se llamaRBB. El diodo que se muestra, conectado a la unión de RB1 y RB2 representa la unión PN del UJT.

El voltaje VBB de la fuente de alimentación del circuito se aplica entre B2(+) y B1(-), la señal deentrada se aplica entre el emisor y la base 1. Cuando se aplica VBB entre B2 y B1, fluye corriente através de RBB y establece una caída graduada de voltaje, lo que hace al cátodo de la unión PN máspositivo que B1. sin otro voltaje aplicado al emisor , la juntura PN está polarizada en inversa. Paraque un UJT funcione como transistor, es necesario aplicar un voltaje positivo a la terminal de emisor; sin

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embargo para que conduzca corriente de emisor le es necesario vencer la polarización inversa VI en launión PN, al igual que la caída VD

Figura 4.2

La ecuación que representa lo anterior es la siguiente.

21

11

RBRB

RBVBBVRB

Observando la curva característica de la fig. 4.2B, al aumentar el voltaje de emisor VE, la corrientede emisor IE aumenta poco hasta que VE alcanza el voltaje VP del punto máximo, en este punto VE = VP= VJ+VD. la juntura PN se polariza en directa en VP y el UJT se dispara, en este momento disminuye laRB1 (circuito equivalente fig. 4.2A, disminuyendo la polarización inversa VI y aumentando efectivamentela polarización directa del diodo. Esto da una característica de resistencia negativa al UJT. En la curva,más allá del punto de valle, le aumenta linealmente con el voltaje de emisor y la resistencia nuevamentevuelve a su valor elevado (UJT apagado).

Uno de los parámetros importantes del UJT es la relación intrínseca de mantenimiento identificadapor la letra griega eta (η), que se refiere a la relación de divisor de voltaje de la resistencia de base.

RBB

RB

RBRB

RB 1

21

1

Dependiendo del tipo de UJT, η varía desde 0.4 hasta 0.9, ésta afecta al voltaje máximo VP dedisparo y está relacionada con éste de la siguiente manera:

VP = (VBB + VD)

Los transistores UJT no se utilizan como amplificadores, se usan principalmente como circuitos detiempo, disparo para SCR y TRIAC, detección generación de ondas; puede controlar retrasos exactos,pulsos de tiempo, ondas de diente de sierra y transiciones de onda cuadrada.

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RESUMEN DE CONCEPTOS BÁSICOS.

1) Un transistor de unijuntura tiene una sola unión PN.

2) Los tres terminales de un UJT son: emisor, base1 y base2.

3) La relación intrínseca de mantenimiento η, es la relación de resistencia equivalente de base1(RB1) a la resistencia total (RBB), o sea η = RB1 / RBB.

4) El voltaje máximo de disparo del emisor VP es una función del voltaje VBB de la fuente, la relación

intrínseca η la caída VD del diodo de unión PN (VP = η.VBB-VB).

5) Cuando se dispara un UJT, el emisor exhibe resistencia negativa.

6) VP controla el disparo del UJT, el voltaje de valle VV controla esencialmente el punto en que el UJTse apaga.

7) La constante de tiempo RC de un oscilador de relajación con UJT determina la frecuencia de este.

8) Un oscilador de relajación con UJT produce ondas tipo diente de sierra, pulsos positivos y pulsosnegativos.

9) El circuito de sincronía de un oscilador con UJT se puede modificar para que laconmutación encendido-apagado del mismo produzca una forma de onda rectangular en labase 2.

IV. INVESTIGACION PREVIA.

La siguiente investigación deberá ser realizada ya que, contiene elementos necesarios comocomplemento de la enseñanza en esta guía de trabajo, además servirá para contestar algunas interrogantesdel cuestionario. para demostrarle a su instructor que ud. viene preparado a esta práctica , es recomendablepresentar esta al inicio de la misma.

1) Para el circuito de la figura 4.3, explique cómo es posible que se pueda determinar la relaciónintrínseca del UJT.

2) Explique cómo funciona el oscilador de relajación de la figura 4.4.

3) Explique cómo funciona el generador de ondas de la figura 4.5.

4) Explique como un oscilador de relajación puede disparar con sincronía a un SCR.

V. DESCRIPCION DE LA PRÁCTICA.

La primera parte de esta práctica tiene como finalidad, aprender a medir un UJT con un óhmetro,para esto deberá tener bien claro cuáles son los terminales del UJT que le han proporcionado, si tiene dudaconsulte un manual para tal fin; se recomienda revisar el óhmetro que le han proporcionado para verificarsu buen estado; en esta parte simplemente es de tomar lecturas óhmicas con el medidor.

En la segunda parte de esta práctica, Ud. aprenderá a medir la relación intrínseca de un UJT, estavariable es de suma importancia en este dispositivo ya que es parte de la transferencia misma queproporciona el dispositivo, favor conectar el circuito de la fig. 4.3 tal como se lo piden.

En la tercera parte, se experimentará sin duda alguna, una de las principales aplicaciones del UJTya que este circuito sirve de base para el disparo de SCR y TRIAC. Básicamente es de observar con el

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osciloscopio y dibujar las formas de ondas en la cuadrícula que se le proporciona al final de esta guía, serecomienda lograr disparar al osciloscopio en el punto ideal dicho de otra forma, intente detener la señalobservada en el mismo. Si ud. no logra detener la señal todo será inútil, si tiene dificultades consulte a suinstructor se recomienda para esta práctica saber perfectamente leer frecuencias con el osciloscopio, locual se asume que el alumno de electrónica industrial domina esto.

La cuarta parte, básicamente es una aplicación del oscilador de relajación, esta vez comoconformador de diferentes formas de onda, cuadrada, diente sierra. se recomienda ser muy ordenado paradibujar lo que observa, precisamente para eso se le proporciona la página con la cuadrícula delosciloscopio al final de esta guía.

La cátedra asume que, los conceptos que ud. aprenderá en esta práctica son un complemento a lamisma y por lo tanto podría ser que no se enseñen en las clases teóricas, de todas formas se recomiendallegar al laboratorio con deseos de investigación. “El aprendizaje esta en tus manos”.

VI. MATERIAL Y EQUIPO A UTILIZAR.

Osciloscopio de dos canales. 1 multímetro analógico. 1 multímetro digital. 1 fuente de dc variable. 1 C1 = 0.22 u lf. 1 C2 = 0.1 uf. 1 C3=0.022 uf 1 Dl = 1N 4004 1 Q1 = UJT 2N2646

1R1 = 10k Ω. 1R2= 100 Ω. 1 R3 = 1 k Ω. 1 R4 = potenciómetro de 10 k Ω. 1 R5 =47 Ω. 1 R6= 100 k Ω. 1 R7 =22 k Ω. 1 R8 =47 k Ω.

V. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA.

PARTE 1. MEDICIONES ENTRE LOS TERMINALES DE UN UJT

1) Observe el UJT e identifique sus terminales, colóquelo en la breadboard tomando en cuenta laposición de los terminales. Fije su óhmetro análogo en R x1k

2) Mida y registre la resistencia entre B1 y B2 con el emisor abierto (desconectado)

RBB0 = ___________________________________ k Ω

3) Invierta las puntas del óhmetro y mida RBBO de nuevo.

RBBO = __________________________________ k Ω

4) Las mediciones anteriores, que le indican respecto al UJT entre sus bases. ¿Puede conducir corrienteen ambas direcciones o tiene una unión PN? Explique.

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

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5) Mida y registre la resistencia directa de emisor a base 1. conecte la punta + del téster (negra) en elemisor y la punta - (roja) en la base 1.

REB1 (directa) = ___________________________________ k Ω

6) Invierta las puntas del óhmetro y mida la resistencia inversa entre el emisor y la base 1.

REB1 (inversa) = ____________________________________ Ω

7) Explique que le demuestran las mediciones efectuadas en REB1

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

8) Las mediciones anteriores nos muestran la forma de probar con un óhmetro las partes de conductividadde un UJT, si bien es cierto nos muestran el buen estado de sus uniones, no del todo nos garantizan superfecto funcionamiento.

PARTE II. DETERMINACION DE LA RELACION INTRÍNSECA () EN UN U JT.

1) Examine el circuito de la fig.4.3, conéctelo ajustando VBB a 10 VDC (Al ajustarla favor apagarla).

2) Encienda la fuente, mida y registre el voltaje pico a través de Cl.

EC l = ________________________________voltios.

3) Calcule la relación intrínseca utilizando el valor de VBB de la fuente y ECl así:

=VP / VBB =EC1 / VBB

= ___________________________

Figura 4.3

4) Reduzca VBB a cero.

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PARTE III. OSCILADOR DE RELAJACION CON UJT.

1) Conecte el oscilador de relajación de la figura 4.4

Figura 4.4

2) Ajuste VBB a 12 voltios y encienda la fuente de alimentación. Todas las mediciones serán hechasrespecto a la referencia.

3) Observe con el osciloscopio la forma de onda en Cl registrando su amplitud y su frecuencia. Dibujela forma de onda.

4) Observe con el osciloscopio la forma de onda en R5, base 1, registre su amplitud y frecuencia. dibujela forma de onda.

5) Observe con el osciloscopio la forma de onda en la base2, registre sus amplitudes máximas ymínimas y su frecuencia. Dibuje la forma de onda.

6) Calcule el periodo para el oscilador de relajación utilizando los valores de R1 y C1, así:

T = R1 C1 Ln (1 / η)

T = ms F = Hz.

7) Disminuya VBB a 10 voltios y mida la amplitud y el periodo en Cl. Dibuje la forma de onda. ¿Quépuede decir respecto a la amplitud y la frecuencia?

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

8) Ajuste la fuente nuevamente a 12 voltios y apáguela.

9) Conecte en serie con R1 un potenciómetro de 10 k Ω, R4 y ajústelo para mínima resistencia, enciendala fuente, observe la forma de onda en la base 1 con el osciloscopio.

10) Incremente la resistencia a R4, ¿Qué sucede con el pulso de aguja vista en el osciloscopio?Explique lo sucedido.

11) Apague la fuente de alimentación.

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PARTE IV. GENERADOR DE ONDAS CON UJT.

1) Examine el circuito de la figura 4.5, conéctelo.

2) Ajuste la fuente de voltaje a 10 V.D.C. todas las lecturas se realizarán respecto a la referencia. Entodas las formas de onda observadas, sincronice el osciloscopio hasta que la señal de detenga enpantalla.

3) Observe con el osciloscopio la forma de onda en C3, registre su amplitud y frecuencia y dibújela.

Figura 4.5

4) Observe con el osciloscopio la forma de onda en el emisor registre su amplitud y frecuencia ydibújela.

5) Observe con el osciloscopio la forma de onda en la base2, registre su amplitud y frecuencia y dibújelala forma de onda.

6) Trate de sincronizar el osciloscopio en LINE y con los dos canales trate de observar las formas deonda en el emisor y C3, luego C3 y base2, haga un análisis según lo observado.

VIII. CUESTIONARIO.

1) Realice el procedimiento para medir un UJT con el multímetro análogo.

2) Explique para la parte II, como con este circuito, se puede medir la relación intrínseca del UJT.

3) Para el oscilador de relajación de la parte III, ¿La frecuencia de oscilación depende de la amplitud delvoltaje de alimentación? Explique.

4) Explique para el oscilador. ¿Que observó al conectar el potenciómetro de 10 kΩ?

5) Si un oscilador de relajación se está ocupando para disparar un SCR, utilizando el pulso en la B1.¿Cómo haría para sincronizar el circuito del oscilador con los pasos por cero de la señal seno que estácontrolando el SCR?

6) Explique cualquier discrepancia que existe al tomar el valor de la frecuencia con el osciloscopio ycalcularla con la fórmula que se da.

7) Explique si la parte baja de la forma de onda en la base2 del oscilador de la parte III, llega hasta cero.Explique por qué.

8) Dibuje las formas de ondas observadas en la parte IV, sincronizadas desde un mismo punto y hagauna explicación al respecto.