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Technique - UJT
Le transistor unijonction  ou UJT


Ce transistor (d'aucuns prétendent qu'il n'a pas droit à ce qualificatif) est une curiosité, il est peu à peu remplacé par le Programmable Unijonction Transistor. On en rencontre encore parfois dans quelques montages comme oscillateur à relaxation. Bonne lecture.

Constitution, symbole,  et schéma équivalent :

Nous nous retrouvons devant un barreau de silicium de type N (en jaune doté d'une jonction type P (en bleu). les extrémités de la jonction N sont notées base 2 et base 1, la jonction P étant quant à elle référencée comme étant l'émetteur.

Voici le schéma équivalent (au repos) d'un UJT. On peut assimiler ce transistor a deux résistances de valeurs différentes mises en série, le point commun étant relié à la cathode d'une diode. Intuitivement on comprend que les valeurs des résistances influent sur la tension présente sur la cathode.

Si on alimente le barreau par B1 - B2 en laissant l'émetteur en l'air, on retrouvera au point de connexion des résistances et de la diode une tension Vrb1 = Vbb * ( rb1/rb1+rb2). Nous sommes dans des choses connues, il s'agit d'un simple pont diviseur. Le rapport rb1/rb1+rb2 est appelé rapport intrinsèque du transistor, il est noté
h  et est propre à chaque transistor

Et voici le symbole, sans surprise, la flèche indique le sens du passage du courant.


Caractéristique tension courant d'émetteur de l'UJT:

  • L'UJT est alimenté aux points B1 - B2, l'émetteur est en l'air. Un courant circule entre B2 - B1.

  • Une tension est appliquée entre l'émetteur et la masse, cette tension est inférieure à Vrb1. La diode est donc bloquée, on ne détecte aucun courant d'émetteur.

  • Augmentons la tension d'émetteur, quand celle-ci dépasse Vrb1 + tension de seuil de la jonction, un courant circule de l'émetteur vers Rb1

  • La conduction entraîne un phénomène cumulatif, rb1 diminue ce qui entraîne une diminution du potentiel Vrb1 donc une augmentation de courant etc. La tension d'émetteur à laquelle le phénomène se déclenche est appelé tension de Pic, la tension à laquelle l'UJT part en saturation est appelée tension de Vallée. La tension de vallée est atteinte qund la résistance interne ne peut plus diminuer.


Que faire d'un UJT ?

L'application la plus fréquente consiste à réaliser un oscillateur à relaxation, cet oscillateur servira au déclenchement de dispositifs utilisant des thyristors entre autres. Le schéma :

On note immédiatement la simplicité du montage qui ne requiert que peu de composants. A la mise sous tension de ce montage, un courant très faible va circuler entre B2-B1 ce qui ne nous apporte pas grand chose hormis de polariser l'émetteur côté cathode de la jonction. Un courant va également circuler dans la résistance Rc en série dans le condensateur et ce condensateur du moins jusqu'à ce qu'il soit chargé. Aux bornes du condensateur, la tension va donc croître au point d'atteindre la valeur de tension de pic de l'UJT ce qui va provoquer sa conduction. Ceci va provoquer la décharge du condensateur dans RB1. Le condensateur se déchargeant, la tension à ses bornes diminue provoquant le blocage de l'UJT. Le cycle redémarre avec la charge du condensateur, le système oscille, la fréquence d'oscillation sera dépendante du produit RC et du rapport intrinsèque du transistor. Cet oscillateur est adapté pour les fréquences relativement basses, au delà de 100 kHz, pensez à autre chose.


Les signaux aux bornes des électrodes :



Schéma équivalent à l'UJT avec des transistors bipolaires :

On peut réaliser un UJT avec deux transistors bipolaires, je me souviens que la base de temps d'un manipulateur électronique de F5HV utilisait cette technique dans les années 70. Ceci dit, c'est beaucoup de fatigue pour un résultat incertain, l'oscillation est très dépendante des caractéristiques des transistors.
Notez que l'on utilise un NPN et un PNP.


Comment tester un UJT ?

Voici une méthode sachant qu'il faut être prudent, en cas de doute, seul le remplacement d'un UJT suspect peut vous donner des certitudes.
  • Avec un contrôleur universel digital, position Ohmmètre, faire une lecture entre B1 - B2. Changez de calibre jusqu'à trouver une valeur (si vous trouvez 10 MW, il y a un pb). Inversez les polarités, vous devez trouver sensiblement la même valeur.

  • Mettre le (-) sur l'émetteur, faire une mesure sur B1 et une autre sur B2. La valeur doit être élevé et sensiblement identique dans les deux cas.

  • Mettre le (+) sur l'émetteur (en position mesure de diodes si cela existe sur votre contrôleur), faire une mesure sur B1 - B2. La valeur doit être assez faible et identique dans les deux cas.


L'avenir : le PUT

Les transistors unijonction ont vécu, ils sont remplacés peu à peu par le PUT soit le Programmable Unijonction Transistor. Le PUT est constitué de quatre strates PNPN, les électrodes sont l'anode A ,la cathode K et la gate G, quant au symbole, c'est celui d'un thyristor!

Quand on applique une tension au pont résistif, une partie de la tension polarise la jonction PN intermédiaire en inverse, donc il ne se passe rien, aucun courant ne circule entre anode et cathode. Quand la tension appliquée à l'anode dépasse une valeur appelée Vs, on aboutit au claquage de la jonction PNPN ce qui provoque le passage du courant entre anode et cathode. Le qualificatif "programmable" est attribué à ce composant car l'utilisateur peut déterminer à travers le choix de résistances R1 R2, la valeur de la tension critique Vs.




Pas de changement dans la caractéristique comparativement à l'UJT, hormis qu'il s'agit de la caractéristique d'anode.

Le schéma est identique




Fin du voyage, ce n'est pas un composant très fréquent dans le monde de l'émission d'amateur, il est toujours utile de savoir que cela existe ou a existé.