Los Diacs y los Puts (Transistores Programables Unijunción) son componentes de la familia de los tiristores como los SUS y SBS abordados en el artículo anterior (ART1030S) usados en el disparo de tiristores y también en otras funciones. En este artículo abordamos sus principios de funcionamiento.
DIAC
Los DIACs son dispositivos de conmutación de tres camadas con la estructura y el símbolo que se muestran en la figura 1.
Debido a que el dispositivo utiliza dos terminales sólo conectados en dos regiones P tiene propiedades similares cuando se polariza en ambas direcciones.
Así, en condiciones normales al aplicar a DIAC una baja tensión, polariza una de las juntas en revés de modo que la corriente muy pequeña circule a través del dispositivo.
Sin embargo, a medida que aumenta la tensión, la corriente circula por el componente aumenta poco para el momento en que se alcanza la tensión de ruptura de la junción que se polariza inversamente.
En este momento la DIAC "dispara" y su resistencia cae abruptamente ocurriendo la circulación de una corriente intensa por el dispositivo.
En la figura 2 tenemos la curva característica de este dispositivo que nos muestra que el rodaje se produce con la polarización en cualquier dirección, ya que las dos junturas tienen las mismas características.
Pero lo interesante de este comportamiento de DIAC es que tiene características de bloqueo (latch).
Una vez que conduce la corriente intensamente, de modo que se interrumpa, la tensión aplicada se debe reducir a cero.
Una reducción simple en el valor de esta tensión a un punto antes de que ocurra el disparo no lo apaga.
En Resumen, el DIAC puede ser utilizado como una llave de conmutación muy rápida y sensible a la tensión.
Los DIACs son ampliamente utilizados en el disparo de los Triacs en los controles de potencia y otras aplicaciones similares.
En la figura 3 se dan las características de dos Diacs comunes, así como su aspecto y característica.
Aprovechando las propiedades del DIACs se conectan a los Triacs como dispositivos de disparo, ya que cuando alcanza la tensión deseada, cambia rápidamente de estado causando que el Triac también dispare, como se muestra en la figura 4.
Las tensiones de disparo de los Diacs comunes son alrededor 27 a los 37 volts y las corrientes de funcionamiento típicas se extienden entre 10 y 20 mA.
Esta tensión de disparo se puede descubrir fácilmente con el circuito de prueba en la figura 5.
En la figura 6 se muestra otro circuito para determinar el punto de disparo de un DIAC utilizando un osciloscopio.
El DIAC es más utilizado que los otros dispositivos que accionan, y se puede encontrar en varias aplicaciones prácticas. Algunos de ellos se dan a seguir como un ejemplo.
a) Disparador con retardo de fase
El circuito de la figura 7 se puede utilizar para disparar un Triac o un comparador en un proyecto donde se necesita un pulso que se produce exactamente en un cierto ángulo de fase de una señal sinusoidal aplicada a la entrada.
El capacitor 220 nF para la red 110 V y 470 nF para la red 220 V se escala para obtener, con el ajuste del potenciómetro de 100 K ohms un retraso entre 0 y 180 grados aproximadamente.
Para otras frecuencias de las señales sinusoidales, el capacitor debe ser recalculado.
Tenga en cuenta que el DIAC conducirá y permanecerá hasta que la señal de entrada tenga su paso a través de cero. Entre el instante del disparo y en este instante tenemos la descarga del capacitor a través de la resistencia de carga y la producción de pulso de salida.
Esto significa que si la resistencia de carga no se escala correctamente no habrá descarga completa del capacitor y con esto el disparo en el próximo semiciclo ocurre con un ángulo menor y así sucesivamente llevando el circuito a una operación de manera Indeseada.
La amplitud del pulso de salida producido por este circuito es la tensión de disparo del DIAC, ya que estará presente en el capacitor en este instante.
b) Sensor de tensión
El circuito que se muestra en la figura 8 está ajustado por una tensión de entrada determinada por el ajuste de P1. Por supuesto, la tensión aplicada en esta entrada debe ser igual o mayor que la requerida por el DIAC.
El ajuste P2 se realiza de modo que tengamos la corriente necesaria la saturación del transistor cuando el DIAC conduce, sin peligro de una corriente excesiva de la base que cause daño.
El relé dependerá de la tensión que se utilice en la alimentación y también del tipo de carga a controlar.
Recordamos una vez más la acción de cierre de este circuito lo que significa que sigue conduciendo cuando la tensión de entrada cae por debajo del umbral de disparo. Para desconectar, la tensión de entrada debe caer a cero o por debajo del umbral.
c) Relé con traba
La tensión de 30 V indicada en este proyecto, que se muestra en la figura 9, de hecho, depende del DIAC utilizado. Debe ser ligeramente inferior a la requerida para su disparo.
P1 ajusta la tensión de disparo. Esta tensión se agrega a la da batería para alcanzar el necesario al disparo del DIAC.
Cuando esto ocurre, hay la conducción y la polarización del transistor que tiene por carga de colector un relé.
El potenciómetro o trimpot P2 debe ajustarse para obtener la corriente de saturación del transistor según su ganancia. El relé utilizado depende de la tensión utilizada en su alimentación y de la corriente de la carga que debe controlarse.
PUT
PUT significa Programmable Unijunction Transistor o Transistor Programable Unijuntura. Es un dispositivo de la familia de los Tiristores también destinados al disparo de SCRs y Triacs.
En la figura 10 tenemos el símbolo adoptado para representar este componente y su estructura equivalente.
Como podemos ver, aunque es un "transistor", su símbolo se asemeja mucho más a un diodo o un SCR con un terminal de puerta al ánodo.
Este transistor o elemento de disparo conduce intensamente cuando una tensión entre sus terminales de ánodo y cátodo alcanza un cierto valor.
Este valor, como se muestra en la figura 11, puede ser programado por una red resistiva conectada a la compuerta.
Aunque todavía se pueden encontrar en algunas aplicaciones industriales, los PUTs no son componentes muy comunes en nuestros días.
En la figura 12 tenemos la curva característica del PUT.
Tenga en cuenta que en Vp tenemos la tensión del disparo cuando el dispositivo entra en la conducción.
A partir de ese punto, la tensión desciende y la corriente aumenta hasta alcanzar la tensión de vale. En esta sección tenemos el comportamiento inverso de una resistencia, esto es, el dispositivo presenta una resistencia negativa.
Este comportamiento permite utilizarlo en osciladores de la relajación, apenas como un transistor unijuntura o aún una lámpara neón.
La velocidad de funcionamiento del transistor programable unijuntura no es la más grande, lo que significa que en un oscilador de relajación, no genera señales que van más allá de unas pocas docenas de kHz.
Los PUTs son identificados por los números de fábrica y los datasheets se deben consultar para más información.
El PUT no es un dispositivo muy común en el equipo moderno. Básicamente, se encontrarán en circuitos en los que se quiere generar una señal de baja frecuencia del diente de la sierra.
Un PUT relativamente popular, pero no muy utilizado actualmente es el BRY39.
BRY39P – Transistor Programable Unijuntura
Este componente es un PUT de la Philips, inusual en nuestros días, pero bastante versátil en términos de aplicaciones. En la figura 13 los pines y las características.
Las características de resistencia negativa del PUT, como hemos visto, permiten su uso en osciladores y otras aplicaciones. Luego damos algunos ejemplos.
Generador Diente de Serra
El circuito que se muestra en la Figura 14 utiliza un transistor programable (PUT) del tipo BRY39, y puede generar frecuencias entre algunos Hertz y unos pocos cientos de kHz.
La alimentación es de 9 a 12 V y el trimpot P2 debe ajustarse al punto de disparo e incluso a la linealidad. La frecuencia debe ajustarse en P1.
Oscilador con PUT
El transistor programable unijuntura del oscilador que se muestra en la figura 15 es el 2N6027 y puede utilizarse como componente básico de un oscilador unijuntura en esta configuración de carga constante.
Generador de Rampa controlada por Tensión con PUT
Encontramos el circuito que se muestra en la figura 16 en una documentación sobre PUTs (Transistores Programables de Unijuntura) de Motorola de 1974.
El circuito hace que el tiempo varíe entre 2 ms y 7,2 ms cuando la tensión de entrada varía entre 5 y 20 V. PUT equivalente puede ser empleado y Q1 puede ser un BC557.
