Oscilador de Relaxação com Transistor Unijunção (cálculo M001)

Neste artigo damos as principais fórmulas e procedimentos de cálculos para os   osciladores de relaxação com transistores unijunção (TUJ ou UJT). As figuras têm indicações em inglês em alguns casos, pois foram aproveitadas de meu livro Sourcebook for Electronics Calculations, Formulas, and Tables (ver em livros internacionais).

UJT – Transistor Unijunção
O transistor unijunção e o transistor programável unijunção PUT) são dispositivos semicondutores destinados ao uso como osciladores de relaxação e timers. A figura 1 mostra a curva característica e a aplicação básica num oscilador de relaxação.

Figura 1 – Curva característica e oscilador de relaxação com um transistor unijunção.
  

Formula 1

Onde: Up é a tensão de pico em volts (V)
             U_D é a queda de tensão no UJT polarizado no sentido direto (O.7 V)
             ? é a relação intrínseca de transferência (0.3 ao 0.8 para os UJT comuns)
              U_BB é a tensão entre bases em volts (V)

Formula 2

  Onde: R_BB é a resistência entre bases em ohms (?)
             R_B1  e R_B2  são as resistências internas equivalentes em ohms (?)

Formula 3
   Como oscilador de relaxação

Figura 2 – Transistor unijunção num oscilador de relaxação;

  Onde: f é a frequência em hertz (Hz)
             R é a resistência em ohms (?)
             C é a capacitância em Farads (F)
             ? é a relação intrínseca de transferência

   Fórmula Derivada:
   Fórmula 4
    Uma fórmula simplificada para calcular a frequência pode ser usada em aplicações menos críticas.

  Onde:  f é a frequência em hertz (Hz)
            R é a resistência em ohms (?)
            C é a capacitância em Farads (F)

Formula 5
Quando o circuito é usado como timer.

Onde: T é o período em segundos (s)
            R é a resistência em ohms (?)
            C é a capacitância em Farads (F)
     

Exemplo de aplicação:
  Determine a resistência a ser usada num oscilador com UJT para produzir sinais de 1 kHz com um capacitor de 100 nF.     

Figura 3 – Exemplo de aplicação num circuito prático.                              


Dados: f  = 1 000 Hz  =103  Hz
          C = 100 nF = 0.1 x 10-6  F
          R = ?

Usando a fórmula 4:

Obs: Estas fórmulas também podem ser aplicadas aos osciladores com Transistores Programáveis Unijunção (PUT) com pequenas alterações na relação intrínseca, que neste caso pode ser programada por uma rede de resistores externa. Na figura 4, temos um circuito para esta aplicação que pode ser visualizado na seção de Circuitos Simulados.

Figura 4 – Neste circuito R1 e C1 determinam a frequência de operação, conforme as fórmulas indicadas, com boa aproximação.