Transistor Unigiunzione Programmabile (PUT): Funzionamento, Applicazioni e Vantaggi
Cos'è un PUT?
Un Transistor Unigiunzione Programmabile (PUT) è un dispositivo a tre terminali con struttura tiristore (PNPN) che emula un transistor unigiunzione (UJT) ma con rapporto di standoff intrinseco (η) programmabile esternamente. A differenza di un UJT, la tensione di innesco del PUT è impostata da resistenze esterne, non fissata dalla geometria.
Struttura e Terminali
- Anodo (A): Tipo P — ingresso corrente principale
- Gate (G): Tipo N — terminale di controllo (collegato a partitore di tensione)
- Cathodo (K): Tipo N — uscita corrente principale
Equivalente a un SCR con gate collegato alla regione N-base vicino al cathodo.
Rapporto di Standoff Programmabile (η)
In un UJT, η = RB1 / (RB1 + RB2) — fissato dalla geometria della barra.
In un PUT, η è impostato da partitore di tensione esterno:
η = RG2 / (RG1 + RG2)
Dove RG1 collega Gate all'alimentazione Anodo, RG2 collega Gate al Cathodo/terra.
Tensione di picco: VP = η·VAK + VD (VD ≈ 0,7 V caduta diodo)
Principio di Funzionamento
- Tensione anodo-cathodo (VAK) applicata
- Tensione Gate impostata dal partitore: VG = η·VAK
- Quando VAK sale tale che la giunzione anodo-gate è polarizzata in avanti (VA > VG + VD)
- Commutazione rigenerativa: struttura PNPN si blocca ON
- Percorso a bassa impedenza: Anodo → Cathodo (come accensione SCR)
- Spegnimento: La corrente anodo scende sotto la corrente di mantenimento (IH)
Caratteristiche Chiave (Tipiche: 2N6027/2N6028)
| Parametro | Valore |
|---|---|
| Tensione di picco (VP) | 0,2 - 10 V (programmabile) |
| Tensione di valle (VV) | ~1-2 V |
| Corrente di picco (IP) | 1-5 µA |
| Corrente di valle (IV) | 50-100 µA |
| Corrente di mantenimento (IH) | 100-500 µA |
| Tensione in stato acceso | ~1 V @ 50 mA |
| Corrente anodo max | 150-200 mA |
| Corrente gate max | ±50 mA |
| Tensione anodo-cathodo max | 40 V (2N6027), 100 V (2N6028) |
Applicazioni Classiche
Oscillatore di Rilassamento (Il più comune)
Vcc │ R_carica │ ├── C_temporizzazione ──┬── GND │ │ A G [PUT] K ── R_carico ── GND
Frequenza: f ≈ 1 / (Rcarica × Ctemporizzazione × ln(1/(1-η)))
Vantaggio: η programmabile → frequenza regolabile senza cambiare R/C
Altre Applicazioni
- Circuiti di temporizzazione: Ritardi lunghi (secondi a ore) con piccoli condensatori
- Generatori di impulsi: Impulsi nitidi, fronte di salita rapida
- Rilevatori di livello: Rilevamento soglia di tensione (batteria scarica, sovratensione)
- Circuiti SCR/innesco: Guida gate per tiristori più grandi
- Sorgenti di corrente costante: Con feedback op-amp
- Generatori dente di secco/rampa: Per circuiti di scansione, temporizzazione ADC
PUT vs. UJT vs. SCR
| Caratteristica | UJT (2N2646) | PUT (2N6027) | SCR (2N5064) |
|---|---|---|---|
| η programmabile | Fisso | Resistenze esterne | N/A (corrente gate) |
| Corrente di picco | ~2 µA | ~1-5 µA | ~10-200 µA (gate) |
| Corrente max | 50 mA | 150 mA | 0,8-80 A |
| Costo/disponibilità | Obsoleto, scarsa | Disponibile, basso costo | Ampiamente disponibile |
| Package | TO-18 (lattina metallica) | TO-92 (plastica) | TO-92, TO-220, ecc. |
Vantaggi e Limitazioni
- ✅ η programmabile — design flessibile, compensazione temperatura possibile
- ✅ Bassa corrente di picco — funziona con resistenze di temporizzazione alte, piccoli condensatori
- ✅ Basso costo, package plastico, ampiamente disponibile
- ✅ Regione di resistenza negativa — oscillatore naturale
- ❌ Bassa capacità di potenza — non adatto per commutazione carico diretta
- ❌ Sensibilità temperatura di η (tramite resistenze partitore)
- ❌ Capacità dv/dt limitata vs. SCR
- ❌ Meno comune nei progetti moderni (sostituito da 555, timer MCU, comparatori)
Il PUT rimane una soluzione intelligente e a basso costo per commutazione soglia programmabile e oscillatori di rilassamento — specialmente dove l'overhead del microcontrollore è indesiderabile. La sua programmabilità esterna lo distingue dall'obsoleto UJT.