Transistor Unijunção (UJT): Estrutura, Operação e Aplicações

O que é um UJT?

O transistor unijunção (UJT) é um dispositivo semicondutor de três terminais, junção única, exibindo uma característica única de resistência negativa. Diferente de transistores bipolares (BJT) ou de efeito de campo (FET), o UJT conduz via portadores majoritários apenas (lacunas na base tipo-p, elétrons no emissor tipo-n) — daí "unipolar".

Estrutura e Terminais

• Base 1 (B1): Contato ôhmico em uma extremidade da barra de silício tipo-n levemente dopado
• Base 2 (B2): Contato ôhmico na extremidade oposta
• Emissor (E): Região tipo-p aleada/difundida na barra perto de B1 (≈10–30% a partir de B1)

Resistência interbase R_BB = R_B1 + R_B2 (tipicamente 4–12 kΩ).

Parâmetro Chave: Razão de Estabilidade Intrínseca (η)

η = RB1 / (RB1 + RB2) (tipicamente 0,5–0,8)

Determina a tensão do emissor necessária para disparar condução: VP = η·VBB + VD (V_D ≈ 0,7V queda diodo).

Regiões de Operação (Curva Característica do Emissor)

1. Corte (V_E < V_P): Junção emissor polarizada reversamente; minúscula corrente de fuga
2. Região resistência negativa (V_P a V_V): Emissor injeta portadores na base, modulando condutividade. Corrente ↑ enquanto tensão ↓ — dV/dI negativo
3. Ponto de vale (V_V, I_V): Corrente mínima na região resistência negativa
4. Saturação (V_E > V_V): Condução direta tipo diodo normal

Aplicações

Osciladores de Relaxamento (Uso Primário)

Circuito temporizador RC: capacitor carrega através de resistor até V_C atingir V_P → UJT dispara → capacitor descarrega rapidamente através do UJT (baixa resistência) → ciclo repete. Gera formas de onda dente de serra/rampa.

• Circuitos temporização (atrasos, geradores pulso)
• Geradores dente de serra para deflexão CRT, geradores função
• Osciladores partida de fontes chaveadas

Disparo SCR/Triac

Pulso saída UJT → transformador pulso gate → gate SCR. Fornece:

• Pulsos de disparo nítidos, consistentes
• Isolamento elétrico (com transformador pulso)
• Disparo estável em temperatura vs. DIAC

Controle de Fase

Sincronizar oscilador UJT à rede CA → disparo fase variável para:

• Dimmers de luz
• Controles velocidade motor (motores universais)
• Controladores aquecedor

Sensoriamento e Usos Legados

• Sensores temperatura (η e V_P variam com temperatura)
• Sensores fluxo magnético (alternativa Hall, obsoleto)
• Detectores limiar tensão simples

UJT vs. PUT (UJT Programável)

Característica	UJT (2N2646, 2N4870)	PUT (2N6027, 2N6028)
Estrutura	Barra tipo-n única com emissor tipo-p	4 camadas p-n-p-n (como SCR com gate em camada n)
Razão estabilidade	Fixa pela geometria (η)	Programável via resistores externos
Disponibilidade	Obsoleto/limitado	Ainda em produção
Corrente pico	~2–50 µA	~0,1–5 µA

Nota design: Novos designs devem usar PUTs, microcontroladores ou CIs temporizadores dedicados (555, LTC699x) em vez de UJTs discretos.

Limitações

• Baixa manipulação potência (≤ 300 mW típico)
• Sensibilidade temperatura (η, V_P deriva)
• Faixa frequência limitada (< 1 MHz prático)
• Obsoleto — difícil obter; não recomendado para novos designs

Resumo

O UJT é uma curiosidade histórica com uma fascinante característica de resistência negativa que habilitou osciladores simples e disparo SCR nos anos 1960–80. Designs modernos alcançam as mesmas funções com maior precisão, estabilidade e disponibilidade usando PUTs, temporizadores ou MCUs. Entender UJTs permanece valioso para manter equipamentos legados e apreciar física semicondutora.

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