DIACO DIAC basicamente uma combinao paralela inversa de camadas semicondutoras com dois terminais, permitindo disparo em qualquer direo caractersticas do As dispositivo mostram a existncia de tenses de ruptura em ambas as direes (VBR1 e VBR1) Essa possibilidade de uma condio ligado em qualquer direo pode ser usada com grandes vantagens em aplicaes CA

DIACAs tenses de ruptura so muito prximas em amplitude, mas podem variar de um mnimo de 28 V a um mximo de 42 V Esto relacionadas pela seguinte equao fornecida pelas folhas de especificao

VBR1 = VBR2 0,1 VBR2

DIACConfigurao Bsica das Camadas Semicondutoras Os terminais so chamados de Anodo 1 e Anodo 2 Quando o Anodo 1 positivo em relao ao Anodo 2, as camadas semicondutoras de interesse particular so p1n2p2

e n3

Quando o Anodo 2 positivo em relao ao Anodo 1, as camadas semicondutoras de interesse particular so p2n2p1

e n1

DIAC

Estrutura Bsica

Simbologias

TRIACO TRIAC basicamente um DIAC com terminal de porta para controlar as condies de conduo do dispositivo bilateral em qualquer direo Qualquer que seja a direo, a corrente de porta pode controlar a ao do dispositivo de uma forma muito semelhante quela demonstrada para um SCR As caractersticas do TRIAC no primeiro e terceiro quadrantes so um pouco diferentes do DIAC. A corrente de reteno est ausente no DIAC

TRIACQuando necessrio controlar a potncia em uma carga AC, com corrente nos dois sentidos, pode ser usado o circuito visto com dois SCRs em antiparalelo ou usar um TRIAC O TRIAC desta forma pode ser entendido como sendo equivalente a dois SCRs ligados em anti-paralelo(paralelo inverso).

SCRs em antiparalelo (paralelo inverso)

Smbolo

TRIAC

Curva Caracterstica

Simbologia

TRIAC

Curva Caracterstica

Simbologia

APLICAES TRIAC e DIACDimmer de controle de brilho de lmpada incandescente Quando o ponto "A" do circuito fica positivo e "B" negativo, P, R1 e R2 carregam C1 e C2 com tenso positiva Quando C1 e C2 atingem 30 V nos terminais, o DIAC entra em conduo, dispara o gate do TRIAC e este acende a lmpada

APLICAES TRIAC e DIACDimmer de controle de brilho de lmpada incandescenteQuando o ponto "A" fica negativo, o TRIAC para de conduzir e apaga a lmpada.... Porm C1 e C2 comeam a se carregar com tenso negativa e quando atingem -30 V, o DIAC conduz novamente, ativa o gate do TRIAC e este acende a lmpada outra vez

APLICAES TRIAC e DIACDimmer de controle de brilho de lmpada incandescenteEste ciclo se repete 60 vezes por segundo. O resultado que a lmpada fica acendendo e apagando, porm a vemos acesa o tempo todo Quando aumentamos a resistncia de P, os capacitores demoram mais para carregar, o DIAC demora mais para disparar o TRIAC e este mantm a lmpada mais tempo desligada

APLICAES TRIAC e DIACDimmer de controle de brilho de lmpada incandescenteO brilho resultante enxergamos mais fraco que

Quando a resistncia de P menor, os capacitores carregam mais rpidos, o DIAC aciona o TRIAC mais rpido e este mantm a lmpada mais tempo ligada O brilho que enxergamos agora muito mais forte.

APLICAES TRIAC e DIACControle de Fase (Potncia)

APLICAES TRIAC e DIACControle de Fase (Potncia)O TRIAC Controla a potncia ca para a carga ligando e desligando durante as regies positivas e negativas do sinal de entrada senoidal Variando o resistor R, o ngulo de conduo pode ser controlado No exemplo, o ngulo de disparo de d = 90

TRANSISTOR DE UNIJUNO (UJT)O recente interesse no TRANSISTOR DE UNIJUNO (UJT), como no caso do SCR, aumenta a uma taxa exponencial O baixo custo por unidade, combinando s excelentes caractersticas do dispositivo, garantiu seu uso em uma ampla variedade de aplicaes, entre elas: Osciladores Circuitos de Disparo Geradores de dente de serra Controle de fase Circuitos de Temporizao Circuitos Biestveis Fontes reguladas de tenso e corrente

TRANSISTOR DE UNIJUNO (UJT)O UJT um dispositivo de trs terminais: E (emissor), B2 (base 2) e B1 (base 1)

O UJT formado por...uma fatia de material de silcio do tipo n levemente dopada (proporciona uma resistncia elevada) Tem dois contatos de base unidos a ambas as extremidades de uma superfcie E uma haste de alumnio fundida superfcie oposta

Construo Bsica do UJT

TRANSISTOR DE UNIJUNO (UJT)A juno p-n do dispositivo formada entre a extremidade da base de alumnio e a fatia de silcio do tipo n A nica juno p-n contribui para a terminologia unijuno A haste de alumnio fundida placa de silcio em um ponto mais prximo ao contato da base 2 do que da base 1 O terminal de base 2 feito positivo em relao ao terminal de base 1 por VBB volts

Construo Bsica do UJT

TRANSISTOR DE UNIJUNO (UJT)Apesar de ser membro da famlia dos TIRISTORES, o UJT no possui a mesma configurao dos demais membros, e como o nome sugere possui apenas uma juno semicondutora

Smbolo do UJT

Configurao de Polarizao Bsica do UJT

TRANSISTOR DE UNIJUNO (UJT)Em relao ao smbolo do UJT O brao emissor desenhado inclinado em relao linha vertical, representando a placa de material do tipo n A ponta da seta est apontando na direo do fluxo de corrente funcional (lacunas) quando o dispositivo est polarizado diretamente, ativo ou em estado de conduo

Configurao de Polarizao Bsica do UJT

TRANSISTOR DE UNIJUNO (UJT)O Circuito Equivalente do UJT formado por um diodo e dois resistores (um fixo e um varivel) A resistncia RB1 mostrada como um resistor varivel, uma vez que sua amplitude variar com a corrente IE Para um transistor de unijuno representativo, RB1 pode variar de 5 K at 50 , para uma variao correspondente de IE 0 A a 50 A

Circuito Equivalente do UJT

TRANSISTOR DE UNIJUNO (UJT)A resistncia interbase RBB a resistncia do UJT entre os terminais B1 e B2 quando IE = 0

RBB = (RB1 + RB 2 ) I E =0RBB est normalmente dentro da faixa de 4 k a 10 k

TRANSISTOR DE UNIJUNO (UJT)A amplitude de VRB1 (com IE = 0) determinada pela regra do divisor de tenso da seguinte maneira

VRB1

RB1 VBB = VBB = (RB1 + RB 2 )

I E =0

A letra grega (eta) chamada a relao intrnseca do UJT e definida por....

RB1 = (RB1 + RB 2 )

I E =0

RB1 = RBB

TRANSISTOR DE UNIJUNO (UJT)Para potenciais de emissor aplicados (VE) maiores do que VRB1 (=VBB) pela queda de tenso direta do diodo, VD (0,350,70 V), o diodo conduzir, assumindo uma representao de curto circuito (no caso ideal), e IE comear a fluir atravs de RB. Na forma da equao, o POTENCIAL DE DISPARO DO EMISSOR dado por:

VP = VBB + VD

TRANSISTOR DE UNIJUNO (UJT)CURVA CARACTERSTICA do UJT

TRANSISTOR DE UNIJUNO (UJT)REGIO DE CORTE Observe que, para potenciais de emissor esquerda do ponto de pico, a amplitude de IE jamais maior que IEO (medida em A) A corrente IEO pode ser comparada corrente de fuga reversa ICO do transistor bipolar convencional

TRANSISTOR DE UNIJUNO (UJT)REGIO DE RESISTNCIA NEGATIVA Quando a conduo estabelecida em VE = VP, o potencial de emissor VE diminuir com o aumento de IE Isso corresponde ao decrscimo da resistncia RB1 pelo aumento da corrente IE

TRANSISTOR DE UNIJUNO (UJT)REGIO DE RESISTNCIA NEGATIVA Esse dispositivo tem, portanto, uma regio de resistncia negativa que ESTVEL o suficiente para ser usada com muita segurana nas reas de aplicaes j listadas

TRANSISTOR DE UNIJUNO (UJT)REGIO DE SATURAO A certa altura, O PONTO DE VALE ser atingido, e qualquer aumento posterior em IE colocar o dispositivo na regio de saturao

TRANSISTOR DE UNIJUNO (UJT)A diminuio da resistncia na regio ativa deve-se as lacunas injetadas dentro da fatia do tipo n, proveniente da haste de alumnio do tipo p, quando a conduo estabelecida O elevado contedo de lacunas no material do tipo n resulta em aumento do nmero de eltrons livres na fatia, produzindo um aumento na condutividade (G) e uma correspondente queda na resistncia (R=1/G )

TRANSISTOR DE UNIJUNO (UJT)Trs outros parmetros importantes para o transistor de unijuno so: Corrente de Pico (IP) Corrente de Vale (IV) Tenso de Vale (VV)

TRANSISTOR DE UNIJUNO (UJT)Curvas Caractersticas Tpicas do Emissor

TRANSISTOR DE UNIJUNO (UJT)Curvas Caractersticas Tpicas do Emissor

Observe que IEO (A) no aparece, pois a escala horizontal est em mA A interseco de cada curva com o eixo vertical o valor correspondente de VP Para valores fixos de e VD a amplitude VP varia de acordo com VBB, ou seja:

VP = ( fixo)VBB +VD ( fixo)

TRANSISTOR DE UNIJUNO (UJT)

APLICAES COM O UJTDisparo de SCR

APLICAES COM O UJTO Resistor R1 deve ser escolhido para assegurar que a reta de carga do circuito intercepte a curva do dispositivo na regio de resistncia negativa, isto , direita do ponto de pico, porm, esquerda do ponto de vale Se a reta de carga deixar de passar direita do ponto de pico, o dispositivo no poder ligar Uma equao para R1 que assegurar a condio de conduo pode ser estabelecida se considerarmos o ponto de pico em IR1 = IP e VE = VP

APLICAES COM O UJTA igualdade IR1 = IP vlida, desde que a corrente de carga do capacitor, nesse instante seja zero; isto , o capacitor est, nesse instante em particular, passando do estado de carregamento para o estado de descarregamento Ento, no ponto de pico...

V VE V I R1 R1 = VE R1 = I R1 V VP R1 = IP

APLICAES COM O UJTPara assegurar o disparo

V VP R1 IPNo ponto de vale, IE = IV e VE = VV, tal que:

V I R1 R1 = VE V IV R1 = VVTorna-se:

V VV R1 = IV

APLICAES COM O UJTPara assegurar o desligamento:

V VV R1 IVA faixa de R1 , portanto, limitada por:

V VV V VP R1 IV IP

APLICAES COM O UJTA resistncia R2 deve ser escolhida pequena o suficiente para garantir que o SCR no seja ligado pela tenso VR2 quando IE 0 A. A tenso , portanto, dada por:

R2V VR2 R2 + RBB

I E =0 A

APLICAES COM O UJTO capacitor C determina o intervalo de tempo entre os pulsos de disparo e o tempo de durao de cada pulso

R2 (VP 0,7 ) V1 = VR2 R2 + RB1 R2V V2 = VR2 R2 + RBBI E =0 A

APLICAES COM O UJTNo instante em que a fonte de tenso dc V aplicada, a tenso vE = vC muda para V volts a partir de VV de acordo com a figura a seguir, com uma constante de tempo = R1C A equao geral para o perodo de carga :

vC = VV + (V VV ) 1 e t / R1CA equao geral para o perodo de descarga :

(

)

vC VP e

t / ( RB 1 + R2 )C

APLICAES COM O UJTComo podemos observar a tenso em R2 determinada pela equao que d o valor de V1 durante o perodo de carga. Quando vC = vE = VP, o UJT entra no estado de conduo, e o capacitor descarrega atravs de RB1 e R2 a uma taxa determinada pela constante de tempo = (RB1 + R2)C

R2 (VP 0,7 ) V1 = VR2 R2 + RB1

APLICAES COM O UJTO perodo de carga t1 pode ser determinado pela equao a seguirV VV t1 = R1C log e V VP

O perodo de descarga t2 pode ser determinado pela equao a seguirVP t 2 = (RB1 + R2 )C log e VV

O perodo T para completar um ciclo dado por.

T = t1 + t 2

APLICAES COM O UJTCircuito equivalente quando o UJT est no estado ligado O circuito equivalente reduzido quando o UJT est no estado ligado

Com o circuito equivalente reduzido para a fase de descarga resulta na aproximao para o valor de pico de VR2

R2 (VP 0,7 ) VR2 = R2 + RB1

Oscilador de Relaxao com o UJTRetirando o SCR do circuito ao lado

Esse circuito se transforma no OSCILADOR DE RELAXAO apresentado no circuito abaixo

Oscilador de Relaxao com o UJT

A frequncia de oscilao dada por

f osc

1 = T

Oscilador de Relaxao com o UJT

Em muitos sistemas t1>>t2 e

V VV T t1 = R1C log e V VP

Oscilador de Relaxao com o UJT

Uma vez que V >> VV em muitos casos

V 1 T t1 = R1C log e = R1C log e VP V VP 1 V

Oscilador de Relaxao com o UJT

Como sabe-se que = VP / V se ignorarmos os efeitos de VD na equao VP = VBB + VD e o perodo T e a frequncia f so dados por

1 1 f = T R1C log e 1 1 R1C log e 1

Oscilador de Relaxao com o UJTExemplo 20.1 Dado o oscilador de relaxao a seguir, determine:

Oscilador de Relaxao com o UJTContinuao do Exemplo 20.1, determine: a) Determine RB1 e RB2 para IE = 0 A b) Calcule VP, a tenso necessria para ligar o UJT c) Determine se R1 est dentro da faixa de valores permissveis determinada pela equao 20.8 para garantir o disparo do UJT d) Determine a frequncia de oscilao de RB1 = 100 durante a fase de descarga e) Esboce a forma de onda de vC para um ciclo completo f) Esboce a forma de onda de vR2 para um ciclo completo

Oscilador de Relaxao com o UJTSoluo do Exemplo 20.1: a) Determine RB1 e RB2 para IE = 0 A

RB1 = (RB1 + RB 2 )

I E =0

RB1 = 0,6 RBB = 0,6(5k ) = 3k

RB1 = = 0,6 RBB

RB 2 = RBB RB1 = 5k 3k = 2k

Oscilador de Relaxao com o UJTSoluo do Exemplo 20.1: b) Calcule VP, a tenso necessria para ligar o UJT No ponto em que vC = VP, se continuarmos com IE = 0 A, obteremos, a partir do circuito a seguir

VP = 0,7V + VP

5k + 0,1k VP = 0,7V + 7,294V 8V

(RB1 + RB 2 + R2 ) (3k + 0,1k )12V = 0,7V +

(RB1 + R2 )12V

Oscilador de Relaxao com o UJTSoluo do Exemplo 20.1: c) Determine se R1 est dentro da faixa de valores permissveis determinada pela equao 20.8 para garantir o disparo do UJT

V VV V VP R1 IV IP 12V 1V 12V 8V R1 10mA 10 A 1,1k R1 400k

A resistncia R1 = 50k cai dentro dessa faixa

Oscilador de Relaxao com o UJTSoluo do Exemplo 20.1: d) Determine a frequncia de oscilao de RB1 = 100 durante a fase de descarga

V VV 12V 1V = 5,05ms t1 = R1C log e = (50k )(0,1 pF ) log e 12V 8V V VP VP 8V t 2 = (RB1 + R2 )C log e = (0,1k + 0,1k )(0,1 pF ) log e = 41,6 s VV 1V T = t1 + t 2 = 5,05ms + 0,0416ms = 5,092ms

Oscilador de Relaxao com o UJTSoluo do Exemplo 20.1: d) Determine a frequncia de oscilao de RB1 = 100 durante a fase de descarga

1 1 f = 196 Hz T = 5,092ms f = = T 5,092ms ou f = 1 1 R1C log e 1 = 1 1 50k0,1 pF log e 1 0,6 f = 218 Hz

Oscilador de Relaxao com o UJTSoluo do Exemplo 20.1: e) Esboce a forma de onda de vC para um ciclo completo

Oscilador de Relaxao com o UJTSoluo do Exemplo 20.1: a) Esboce a forma de onda de vR2 para um ciclo completo Clculo de VR2 para IE = 0A

R2V 0,1k12V VR2 = = = 0,235V R2 + RBB 0,1k + 5k Clculo do valor de pico de VR2

R2 (VP 0,7 ) 0,1k(8V 0,7V ) = 3,65V = VR2 = 0,1k + 0,1k R2 + RB1

Oscilador de Relaxao com o UJTSoluo do Exemplo 20.1: a) Esboce a forma de onda de vR2 para um ciclo completo

Oscilador de Relaxao com o UJT para Disparo do TRIAC

Oscilador de Relaxao com o UJT para Disparo do TRIAC