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M15 : Dpannage de circuit lectronique de puissanceLe transistor unijonction (UJT)

L'UJT est un dispositif 3 lectrodes et une seule jonction. Il est constitu d'un barrot de silicium de type N faiblement dop et une rgion de type P fortement dope est cre au milieu du barrot. Il s'agit de l'metteur, les deux autres extrmits tant les bases B1 et B2

On peut aussi fabriquer l'UJT avec barrot de type P et une rgion de type N au milieu du barrot.Le sens de la flche correspond au sens passant de la jonction PN.

Structure et caractristique

Soit le montage suivant:

Sous la tension VBB place entre les deux bases B1 et B2 le potentielle du point A est VA=rb1VBE/(rb1+rb2). On pose n=rb1/(rb1+rb2) et on l'appelle rapport intrinsque de l'UJT. Il varie dans l'intervalle [0,45; 0,8] et il ne dpend que du type de l'UJT.

Fonctionnement

rbb=rb1+rb2 On appelle rsistance totale ou rsistance inter base compris dans l'intervalle [3 Kilo ohm ; 10 Kilo ohm].Si on applique entre l'metteur et la base B1 une tension variable telle que VEVA+V0. Avec V0: tension de seuil de la diode.A partir de cet instant l'UJT entre en conduction, ceci se traduit par une croissance trs rapide du courant de l'metteur tandis que la tension VEB1 dcrot jusqu'au minimum qu'on appelle Vv (tension de valle).On pose VF: tension de piqueVP = VA + V0 = nVBB + V0

FonctionnementD'o la caractristique tension courant

Fonctionnement

Application: Gnrateur d'impulsion

Le montage est au repos et le condensateur C est dcharg.On applique +VBB sur le circuit et le condensateur se dcharge travers R avec la constante de temps T=RC. Lorsque la tension VC du condensateur qui est aussi gale VE tension metteur-base de l'UJT atteint la tension de pique qui est VP, la rsistance interne rb1 et R qui a pour rle de limiter un courant IELa tension VE tombe la tension de valle Vv (environ 2V). L'metteur cesse de conduire. L'UJT se bloque nouveau et le cycle recommence. Chaque dcharge du condensateur cre une impulsion de la tension qu'on rcupre aux bornes de la sortie.

Application: Gnrateur d'impulsion

Application: Gnrateur d'impulsion

Exercice:

Dans une srie de transistor UJT de mme type n peut prendre les valeurs suivantes: 0; 45; 50; 55; 60, le seuil de tension est le mme pour tous les UJT V0=0,7VCalculez la tension de pique pour chacune des tensions VBBOn a mesur deux tensions de pique pour un UJT: VP=8,9V pour VBB=15VVP=14,3V pour VBB=25VCalculez n et V0

Transistor unijonction programmable PUT

Le PUT prsente des caractristiques semblables celui de l'UJT. Cependant c'est un semi conducteur structure PNPN semblable au thyristor et donc la gchette est relie la couche interne proche de l'anode.

Structure et fonctionnement

La gchette est polarise la tension VG par le pont R1:Quand VAVG: Un courant circule entre A et G et le PUT se dclenche, cela a pour effet de rduire la rsistance gchette cathode une faible valeur. Ainsi lorsque IA croit; VAK dcrot jusqu' Vv zone comprise entre le pique et la valle est dite zone d'instabilit.

Structure et fonctionnement

Le transistor est dit programmable parce qu'on peut contrler le rapport intrinsque du PUT ainsi que ib et iv par les rsistances externes R2 et R2Structure et fonctionnement

Application : oscillateur relaxateur PUTVG est fixe par R1 et R2 et dtermine VP qui est la tension de pique. Quand VC atteint VP, le PUT laisse passer un courant. C se dcharge brusquement, une impulsion apparat aux bornes de RK. Lorsque VC atteint Vv le PUT se bloque et le cycle recommence.lOn montre que la priode T des impulsion est:

III. Le thyristor ou SRC: Silicom controlles, Rectified

Le thyristor SCR est un semi-conducteur qui fonctionne comme un interrupteur unidirectionnel command. Son symbole est:

Condition d'amorage Pour qu'un thyristor conduise, il faut: Que la tension VAK > 0IG diffrent de 0 (impulsion) Le courant de gchette existe. Pour amorcer le thyristor, il faut augmenter la tension VAK jusqu' atteindre la tension de retournement VB0 (Breakover)Condition de blocage Pour bloquer un thyristor il faut:Rendre VAK ngatif ou nulle.Diminuer le courant anode en dessous du courant de maintient IH (H: Holding)

Caractristique courant tension du thyristor

IG0=0 < IG1 < IG2 < IG3VT: tension anode cathode l'tat passant.VB0: tension cathode qui correspond au point de retournement IG0=0IDRM: valeur du courant de fuite bloqu.IRRM: valeur du courant de fuite inverse rptitif l'tat bloqu.IH: courant de maintient.IL: courant d'accrochage ou de verrouillage.VGT: tension de gchette ncessaire pour produire le courant d'amorage.IGT: courant de gchette ncessaire pour provoquer le passage du thyristor de l'tat bloqu l'tat passant.tg: temps d'amorage par la gchette.tq: temps de dsamorage par commutation.(dv/dt): vitesse critique de croissance de la tension applique aux bornes du thyristor l'tat bloqu qui entrane l'amorage.RO-j-b: rsistance thermique jonction botier. C'est la forme et la dimension du botier. La masse approximative dissipe de la chaleur approprie. Le couple maximal de serrage.

Caractristiques de choixOn utilise le thyristor pour:

Commander la vitesse des moteurs courant continu et des moteurs courant alternatif.

Commande alarme.

Rgler la temprature.

Rglage de l'clairage des lampes.

Utilisation du thyristor

IV. Le triac

Le triac aussi appel alternistor est un dispositif semi-conducteur 3 lectrodes bidirectionnels. Il est comme l'quivalent de deux thyristors monts en tte bche (parallle inverse).Les deux lectrodes principales sont:B2: borne directe ou positive.B1: borne directe ou ngative.G: la gchette.Son symbole est:

Mode d'amorage

Caractristique courant tension

Les triacs sont utiliss:

Dans les gradateurs ou variateurs de lumire.

Dans les variateurs de puissance de four lectrique.

Dans les variateurs de vitesse pour moteur courant alternatif.

Application