10個の単純なユニジャンクショントランジスタ（UJT）回路の説明

以前の投稿では、 ユニジャンクショントランジスタのしくみ 、この投稿では、UJTと呼ばれるこの驚くべきデバイスを使用したいくつかの興味深いアプリケーション回路について説明します。

この記事で説明されているUJTを使用したアプリケーション回路の例は次のとおりです。

1. パルス発生器
2. のこぎり波発生器
3. フリーランニングマルチバイブレータ
4. 単安定マルチバイブレータ
5. 汎用発振器
6. シンプルな水晶発振器
7. 送信機RF強度検出器
8. メトロノーム
9. 4つの入り口のドアベル
10. LEDフラッシャー

1）方形波パルス発生器

以下の最初の設計は、UJT発振器（2N2420、Q1など）とシリコンで構成される単純なパルス発生回路を示しています。 バイポーラ出力トランジスタ （BC547、Q2など）。

47オームの抵抗R3で得られたUJT出力電圧は、バイポーラトランジスタを飽和とカットオフの2つのしきい値の間で切り替え、水平トップの出力パルスを生成します。

パルスのオフ時間（t）によっては、出力波形が狭い長方形のパルスまたは（図7-2の出力端子間に示されているように）方形波になる場合があります。出力信号の最大振幅は、供給レベル、つまり+15ボルトまで可能です。

周波数、またはサイクリング周波数は、50kのポット抵抗とC1のコンデンサ値の調整によって決定されます。 R1 + R2 = 51.6kおよびC1 = 0.5 µFで抵抗が最大の場合、周波数fは= 47.2 Hz、時間オフ（t）= 21.2msです。

抵抗設定が最小の場合、おそらく1.6 kでR1のみの場合、周波数はf = 1522 Hz、t = 0.66msになります。

追加の周波数範囲を取得するには、R1、R2、C1、またはこれらのそれぞれを変更し、次の式を使用して周波数を計算します。

t = 0.821（R1 + R2）C1

ここで、tは秒、R1とR2はオーム、Clはファラッド、f = 1 / t

この回路は、15Vdcソースからのわずか20mAで動作しますが、この範囲はUJTとバイポーラによって異なる可能性があります。 DC出力カップリングは回路図で見ることができますが、ACカップリングは、点線の画像で示されているように、高出力リード内にコンデンサC2を配置することで構成できます。

このユニットの静電容量は約0.1µF〜1µFである必要があります。最も効果的な大きさは、発電機が特定の理想的な負荷システムで動作するときに、出力波形の歪みを最小限に抑えるものです。

2）正確な鋸歯状波発生器

尖ったスパイクを備えた基本的な鋸歯状波発生器は、タイミング、同期、スイープなどに関係する多くのアプリで有利です。 UJTは、簡単で安価な回路を使用してこの種の波形を生成します。以下の回路図は、これらの回路の1つを示しています。これらの回路は、精密な機器ではありませんが、小さな価格帯のラボで適切な結果をもたらします。

この回路は主に緩和発振器であり、出力はエミッタと2つのベースから抽出されます。 2N2646 UJTは、これらのタイプのユニットの一般的な発振回路に接続されています。

周波数または繰り返し率は、周波数制御ポテンショメータR2の設定から決定されます。このポットが最高の抵抗レベルに定義されるときはいつでも、タイミングコンデンサC1との直列抵抗の合計は、ポット抵抗と制限抵抗R1（つまり、54.6 k）の合計になります。

これにより、約219Hzの周波数が発生します。 R2が最小値に定義されている場合、結果の抵抗は基本的に抵抗R1の値（5.6 k）を表し、約2175Hzの周波数を生成します。追加の周波数タングとチューニングしきい値は、R1、R2、C1の値を変更するだけで実装できます。または、3つすべてを一緒にすることもできます。

正のスパイク出力はUJTのベース1から取得でき、負のスパイク出力はベース2から取得でき、正ののこぎり波はUJTエミッタから取得できます。

図7-3にDC出力結合が示されていますが、点線の領域で示されているように、出力端子にコンデンサC2、C3、およびC4を適用することでAC結合を決定できます。

これらの静電容量はおそらく0.1〜10µFであり、決定される値は、出力波形を歪めることなく、指定された負荷デバイスが対処できる最大の静電容量に基づいています。この回路は、9ボルトのDC電源を介して約1.4mAを使用して動作します。各抵抗器の定格は1/2ワットです。

3）フリーランニングMultivlbrator

下の図で証明されているUJT回路は、RC定数がたまたま選択されて、標準のトランジスタ化されたものと同様の準方形波出力を提供することを除けば、前の2つのセグメントで説明した弛張発振器回路に似ています。 非安定マルチバイブレータ 。

タイプ2N2646ユニジャンクショントランジスタは、この示されたセットアップ内でうまく機能します。基本的に2つの出力信号があります。UJTベース2での負方向のパルスと、ベース1での正方向のパルスです。

これらの各信号の開回路最大振幅は約0.56ボルトですが、特定のUJTによっては少しずれることがあります。完全な傾斜または水平トップの出力波形を取得するには、10kポットR2を回転させる必要があります。

このポットコントロールは、周波数の範囲またはデューティサイクルにさらに影響を与えます。ここに示されているR1、R2、およびC1の大きさでは、フラットトップピークの周波数は約5kHzです。他の周波数範囲については、それに応じてR1またはC1値を調整し、計算に次の式を使用することをお勧めします。

f = 1/0.821 RC

ここで、fはHz、Rはオーム、Cはファラッドです。この回路は、6 VDC電源から約2mAを消費します。すべての固定抵抗器の定格は1/2ワットです。

4）ワンショットマルチバイブレータ

次の回路を参照すると、次の構成が見つかります。 ワンショットまたは単安定マルチバイブレータ 。 2N2420番号のユニジャンクショントランジスタと2N2712（またはBC547）シリコンBJTが組み合わされて、回路の入力端子でトリガーされるすべての単一の固定振幅出力パルスを生成していることがわかります。

この特定の設計では、コンデンサC1は、R2、R3によって確立された分圧器、およびトランジスタQ2のベース-エミッタ間抵抗によって充電され、Q2側が負になりQ1側が正になります。

この抵抗分割器はさらに、Q1エミッタに2N2420のピーク電圧よりわずかに小さい正の電圧を供給します（回路図のポイント2を参照）。

最初、Q2はスイッチオン状態にあり、抵抗R4の両端で電圧降下が発生し、出力端子の電圧が大幅に0に低下します。入力端子間に20 Vの負のパルスが印加されると、Q1が「発火」し、 C1のエミッタ側で電圧が瞬時にゼロに降下し、Q2ベースが負にバイアスされます。これにより、Q1が遮断され、Q1コレクター電圧が急速に+20ボルトに上昇します（図の出力端子間に示されているパルスに注意してください）。

電圧は、抵抗R3を介したコンデンサC1の放電時間に相当する間隔tの間、このレベル付近に留まり続けます。その後、出力はゼロに戻り、次のパルスが印加されるまで回路はスタンバイ位置になります。

時間間隔t、およびそれに対応する出力パルスのパルス幅（時間）は、R3によるパルス幅制御の調整に依存します。 R3とC1の示された値に従って、時間間隔の範囲は2 µsから0.1msの間のどこでもかまいません。

R3が100〜5000オームの抵抗範囲を含むと仮定します。追加の遅延範囲は、C1、R3、またはその両方の値を適切に変更し、次の式を使用して修正できます。 t = R3C1 ここで、tは秒、R3はオーム、C1はファラッドです。

この回路は、22.5 VDC電源を介して約11mAを使用して動作します。ただし、これはUJTとバイポーラのタイプによってはある程度変わる可能性があります。すべての固定抵抗器は1/2ワットです。

5）弛張発振器

シンプルな弛緩発振器は、ほとんどの電子機器愛好家に広く認識されている多くのアプリケーションを提供します。ユニジャンクショントランジスタは、この種の発振器に適用できる非常に頑丈で信頼性の高いアクティブコンポーネントです。以下の回路図は、タイプ2N2646UJTデバイスで動作する基本的なUJT緩和発振回路を示しています。

出力は実際には、供給電圧（ここでは22.5 V）にほぼ対応するピーク振幅からなるやや湾曲したのこぎり波です。この設計では、抵抗R1を介してDC電源を流れる電流がコンデンサC1を充電します。結果として、電位差VEEはC1全体に着実に蓄積されます。

この電位が2N2646のピーク電圧に達すると（図7-1 Bのポイント2を参照）、UJTがオンになり、「発火」します。これにより、コンデンサがすぐに放電され、UJTが再びオフになります。これにより、コンデンサは再充電プロセスを再開し、サイクルは単純に繰り返され続けます。

このコンデンサの充電と放電により、UJTはR1とC1の値によって確立された周波数でオンとオフを切り替えます（図に示されている値では、周波数は約f = 312 Hzです）。他の周波数を達成するには、次の式を使用します。 f = 1 /（0.821 R1 C1）

ここで、fはHz、R1はオーム、C1はファラッドです。 A ポテンショメータ 固定抵抗R1の代わりに適切な抵抗を使用することができます。これにより、ユーザーは継続的に調整可能な周波数出力を実現できます。

すべての抵抗器は1/2ワットです。コンデンサＣ１およびＣ２は、１０Ｖまたは１６Ｖ、好ましくはタンタルの定格であり得る。回路は、示された供給範囲から約6mAを消費します。

6）スポット周波数発生器

次の構成は100kHzを示します 水晶発振器 代替の標準周波数またはスポット周波数発生器のような任意の標準的な方法で使用できる回路。

この設計により、周波数標準に非常に適した変形出力波が生成されるため、rfスペクトルがロードされた体球調和関数を保証できます。

ユニジャンクショントランジスタと1N914ダイオード高調波発生器の共同動作により、意図した歪み波形が生成されます。この設定では、小さな100 pFの可変コンデンサC1により、100 kHz水晶の周波数を少し調整して、WWV / WWVH標準周波数信号で高調波（たとえば5 MHz）をゼロビートに送ることができます。 。

出力信号は、DC抵抗が低いと思われる1 mH rfチョーク（RFC1）で生成されます。この信号は、R3とR4によってDCバイアスされた1N914ダイオード（D1）に与えられ、順方向伝導特性の最大非線形部分を実現し、UJTからの出力波形をさらに歪ませます。

この発振器を使用している間、可変波形ポットR3は、提案された100kHzの高調波で最も強力な伝送を実現するために固定されています。抵抗R3は、単に電流リミッタのように機能して、ダイオードに9ボルトの電源を直接印加するのを停止します。

発振器は9Vdc電源から約2.5mAを消費しますが、これは特定のUJTによって比較的変化する可能性があります。コンデンサC1はミゼットエアタイプで、残りのコンデンサはマイカまたはシルバーマイカです。すべての固定抵抗器の定格は1ワットです。

7）送信機RF検出器

ザ・ RF検出器 次の図に示す回路は、測定中の送信機のRF波から直接電力を供給できます。付属の高インピーダンスヘッドホンに可変チューニングサウンド周波数を提供します。このサウンド出力のサウンドレベルは、RFのエネルギーによって決まりますが、低電力の送信機でも十分である可能性があります。

出力信号は、送信機の出力タンクコイルの近くにしっかりと取り付けられた絶縁フックアップワイヤの2つまたは3つの巻線で構成されるL1rfピックアップコイルを介してサンプリングされます。 rf電圧は、ブロッキングコンデンサC1、ダイオードD1、およびフィルタ抵抗R1で構成されるシャントダイオード回路を介してDCに変換されます。結果として得られる整流されたDCは、緩和発振回路のユニジャンクショントランジスタを切り替えるために使用されます。この発振器からの出力は、カップリングコンデンサC3と出力ジャックJ1を介して接続された高インピーダンスヘッドフォンに供給されます。

ヘッドホンで拾った信号音は、ポットR2を介して適切な範囲で変更できます。 R2を15kに調整すると、トーンの周波数は約162Hzになります。または、R2を1 kに定義すると、周波数は約2436Hzになります。

オーディオレベルは、通常、L1を送信機のLCタンクネットワークに近づけたり遠ざけたりすることで操作できます。ほとんどの基本的な使用法に適した音量を提供するスポットが特定される可能性があります。

回路は、コンパクトなアースされた金属製の容器内に構築できます。通常、これは、適切な品質のツイストペアまたはフレキシブル同軸ケーブルが使用され、L1がタンクコイルの下部端子に接続されている場合、送信機からかなりの距離に配置できます。

すべての固定抵抗器の定格は1/2ワットです。コンデンサC1は、回路C2およびC3で不注意に発生する可能性のある最高のDC電圧を許容するように等級付けする必要がありますが、実際の低電圧デバイスである可能性があります。

8）メトロノームサーキット

以下に示すセットアップは、2N2646ユニジャンクショントランジスタを使用した完全に電子的なメトロノームを示しています。メトロノームは、作曲や歌唱中に均等なタイミングで聞こえる音を探す多くの音楽アーティストやその他の人にとって非常に便利な小さなデバイスです。

21/2インチのスピーカーを駆動するこの回路には、まともな、大音量の、ポップなサウンドが付属しています。メトロノームはかなりコンパクトに作成でき、スピーカーとバッテリーのオーディオ出力だけが最大サイズの要素であり、バッテリー駆動であるため、完全にポータブルです。

回路は実際には調整可能な周波数緩和発振器であり、トランスを介して4オームスピーカーとペアになっています。ビートレートは、10 kの巻線ポットR2を使用して、およそ1秒あたり1（60 /分）から約10 /秒（1分あたり600）まで変化させることができます。

サウンド出力レベルは、1 k、5ワット、巻線ポット、R4を介して変更できます。出力トランスT1は、実際には小さな125：3.2オームのユニットです。回路は、メトロノームの最小ビートレートで4 mA、最速のビートレートで7 mAを引き出しますが、これは特定のUJTによって変動する可能性があります。 24 Vバッテリーは、この減少した電流ドレインで優れたサービスを提供します。電解コンデンサC1の定格は50Vです。抵抗R1とR3は1/2ワットで、ポテンショメータR2とR4は巻線タイプです。

9）トーンベースの信号システム

以下に示す回路図により、示された各チャネルから独立したオーディオ信号を抽出することができます。これらのチャネルには、建物内の固有のドア、職場内のさまざまなテーブル、家の中のさまざまな部屋、または押しボタンを操作できるその他の領域が含まれる可能性があります。

音声を通知している可能性のある場所は、その特定のトーン周波数によって識別できます。ただし、これは、使用するチャネル数が少なく、トーン周波数が大幅に離れている場合（たとえば、400Hzと1000Hz）にのみ実現可能であるため、耳で簡単に区別できます。

この回路も単純な緩和発振器の概念に基づいており、タイプ2N2646ユニジャンクショントランジスタを使用してオーディオノートを生成し、スピーカーを交換します。トーン周波数は、コンデンサC1と10 k巻線ポットの1つ（R1からRn）によって定義されます。ポテンショメータが10kオームに設定されるとすぐに、ポットが1kに設定されたときの周波数は約259 Hzであり、周波数は約2591Hzです。

発振器は、出力トランスT1を介してスピーカーに接続されています。これは、一次側のセンタータップが接続されていない125：3.2オームの小さなユニットです。この回路は、15V電源から約9mAで動作します。

10）LEDフラッシャー

非常に単純なLEDフラッシャーまたはLEDウィンカーは、以下に示すように、通常のUJTベースの緩和発振回路を使用して構築できます。

の働き LEDフラッシャー 非常に基本的です。点滅速度は、R1、C2要素によって決定されます。電力が供給されると、コンデンサC2は抵抗R1を介してゆっくりと充電を開始します。

コンデンサの両端の電圧レベルがUJTの点火しきい値を超えるとすぐに、コンデンサが点火し、LEDを明るくオンにします。コンデンサC2は、Crの両端の電位がUJTの保持しきい値を下回るまで、LEDを介して放電を開始します。このしきい値は、LEDをオフにして、シャットオフします。このサイクルが繰り返され、LEDが交互に点滅します。

LEDの輝度レベルはR2によって決定され、その値は次の式を使用して計算できます。

R2 =供給V-LED順方向V / LED電流

12-3.3 / .02 = 435オームなので、470オームが提案された設計の正しい値のようです。