یک آی سی نوسانگر دیگر

قبلا یک آی سی نوسانگر چندکاره را معرفی کرده بودیم. این هم یک نوسانگر چندکاره ی دیگر.

PUT

همان گونه که قبلا گفتیم ترانزیستورهای تک پیوندی مدتها است که منسوخ شده اند و در مصارف صنعتی از ترانزیستورهای تک پیوندی قابل برنامه ریزی یا PUT ها استفاده می شود. PUT با قیمت پایینتر و کیفیت بهتر از UJT در دسترس است. این قطعه ی الکترونیک در حقیقت یک نوع تریستور با 3 پایه می باشد. PUT از ساختار 4 لایه ی کلاسیک تریستورها بهره می برد. توجه کنید که گیت PUT به لایه ی N نزدیک آند وصل شده است. به علاوه گیت در علامت سمبولیک قطعه نیز پایه ی گیت در نزدیکی آند قرار دارد.

تصویر1: PUT ؛ منحنی کارکرد، ساختار داخلی و نمای شماتیک.

منحنی کارکرد PUT نیز در شکل 1 نمایش داده شده و شبیه به منحنی کارکرد UJT می باشد. جریان آند در برابر ولتاژ آند ترسیم شده است. ولتاژ قله آند V_P نام دارد. زمانی که جریان آند افزایش می یابد ولتاژ آند نیز تا V_P  افزایش می یابد. پس از آن با افزایش جریان ولتاژ کاهش می یابد تا به ولتاژ دره V_V برسد.

در تصویر2 PUT به صورت معادل با UJT رسم شده است. مقاومتهای خارجی R1 و R2 جانشین مقاومتهای داخلی R_B1 و R_B2 در ساختار UJT شده اند. مقاومتها اجازه می دهند تا η قابل محاسبه شوند.

تصویر2: PUT به جای UJT

در تصویر3 می بینیم که چگونه می توان از PUT به صورت یک نوسان ساز استفاده کرد. بازهم مشابه با UJT، مقاومت R وظیفه ی شارژ خازن را برعهده دارد. با رسیدن ولتاژ خازن به ولتاژ قله PUT در ناحیه ی مقاومت منفی عمل می کند و یک جریان با شکل موج سوزنی از درون کاتد آن عبور می کند. این جریان سبب ایجاد یک موج ولتاژ سوزنی بر روی مقاومت کاتد می شود. پس از تخلیه ی خازن PUT قطع می شود و شارژ مجدد خازن صورت می گیرد.

تصویر3:PUT به عنوان تولید کننده ی موج سوزنی

سوالی که مطرح می شود درباره ی مقدار مقاومت R است تا نوسان ساز بتواند کار کند؟ مقاومت شارژ کننده ی خازن باید آنقدر کوچک باشد تا بتواند جریان لازم برای شارژ خازن تا ولتاژ V_p را تأمین کند. وقتی ولتاژ خازن به V_p می رسد ولتاژ آند با افزایش جریان افت می کند(ناحیه ی مقاومت منفی) که کارکرد PUT را به ناحیه ی دره منتقل می کند. وظیفه ی خازن است که جریان دره I_v را تأمین کند. هنگامی که خازن تخلیه شد نقطه ی کار PUT به بالای شیب نقطه ی قله می رسد. حال مقاومت باید آنقدر زیاد باشد که جریان نقطه ی بالای دره I_p از آن عبور نکند. اگر جریان بیشتری از طریق مقاومت عبورکند مقاومت پس از تخلیه ی خازن جریان دره را تأمین می کند و نقطه ی کار هیچ گاه به سمت چپ نقطه ی قله بازنمی گردد.

ما ولتاژ تغذیه را همانند مثال UJT برابر با 10 ولت فرض کرده ایم. مقادیر R1 و R2 را آنچنان انتخاب کرده ایم که η تقریبا برابر با 3/2 بشود. η و V_s محسابه شده اند. مقاومت موازی معادل R1 و R2 مقاومت R_G است که و از جدول زیر به دست آمده است. با V_S=10 نزدیک ترین مقدار به 6.3 ولتاژ V_T=0.6V را به دست می دهد.

ما همچنین مقادیر I_p و I_v را محاسبه کرده ایم ولی هنوز نیاز داریم تا V_v را حساب کنیم. ما از 10% مقدار V_BB= 1V در مثال قبل استفاده کرده ایم. بر اساس مشخصات فنی قطعه در جریان I_F=50mA باید V_F=0.8 باشد. جریان I_V=70µA کمتر از I_F=50mA شده است. بنابراین، Vv باید کمتر از V_F=0.8V باشد. اما چقدر کمتر؟ برای ایمنی بیشتر این ولتاژ را صفر گرفته ایم. این امر محدوده ی پایین جریان در مقاومت را اندکی بالابرده است.

با بکاربردن مقاومت بیش از 143کیلواهم می توان تضمین کرد که بازگشت به نقطه ی آغازین کارکرد پس از تخلیه ی خازن امکان پذیر است. با انتخاب مقاومت کمتر از 755 کیلواهم اجازه می دهد تا خازن تا مقدار V_p شارژ شود. در زیر جدول مشخصات فنی PUT به شماره 2n6027 آمده است.

Parameter	Conditions	min	typical	max	units
VT					V
	VS=10V, RG=1Meg	0.2	0.7	1.6
	VS=10V, RG=10k	0.2	0.35	0.6
IP					µA
	VS=10V, RG=1Meg	-	1.25	2.0
	VS=10V, RG=10k	-	4.0	5.0
IV					µA
	VS=10V, RG=1Meg	-	18	50
	VS=10V, RG=10k	70	150	-
	VS=10V, RG=200Ω	1500	-	-
VF	IF=50mA	-	0.8	1.5	V

در تصویر4 یک PUT را می بینیم که به عنوان تولید کننده ی موج سوزنی برای فرمان دادن به تریستور بکاررفته است. این مدار نیاز به یک منبع تغذیه ی فیلتر نشده V_BB دارد (در تصویر نشان داده نشده) مقاومت متغیر باید کمترین میزان را برای جلوگیری از قفل شدن PUT در ولتاژ دره داشته باشد.

تصویر4:PUT به عنوان مدار آتش یک تریستور

گفته می شود که PUT می تواند برای ساخت موجی با فرکانس 10کیلوهرتز مناسب باشد. اگر یک شکل موج پله ای خطی تر ،به جای شکل موج سوزنی، مورد نیاز باشد مقاومت شارژ کننده ی خازن را می توان با یک منبع جریان ثابت مانند FET عوض کرد.

 منبع

http://www.allaboutcircuits.com/vol_3/chpt_7/8.html

یک آی سی برای ساختن نوسانگر

آی سی 8083 یک آی سی جالب است که با اتصال آن به چند قطعه مثل مقاومت و خازن می توان یک نوسانساز با خروجی موج سینوسی، مثلثی یا مربعی تولید کرد. مشخصات این آی سی و چند نمونه از مداراتی که می توان با آن ساخت را در این جا آورده ام.