Transistor Unijonction Programmable (PUT) : Fonctionnement, Applications & Avantages

Qu'est-ce qu'un PUT ?

Un Transistor Unijonction Programmable (PUT) est un dispositif thyristor à trois bornes (structure PNPN) qui émule un transistor unijunction (UJT) mais avec ratio d'étalage intrinsèque (η) programmable externement. Contrairement à l'UJT, la tension déclenchement du PUT est fixée par résistances externes, pas par géométrie fixe.

Structure & Bornes

• Anode (A) : Type P — entrée courant principal
• Grille (G) : Type N — borne contrôle (connectée diviseur tension)
• Cathode (K) : Type N — sortie courant principal

Équivalent à un SCR avec grille connectée région N-base près cathode.

Ratio d'étalage programmable (η)

Dans un UJT, η = R_B1 / (R_B1 + R_B2) — fixé par géométrie barre.

Dans un PUT, η est fixé par diviseur tension externe :

η = R_G2 / (R_G1 + R_G2)

Où R_G1 relie Grille à alimentation Anode, R_G2 relie Grille à Cathode/terre.

Tension pic : V_P = η·V_AK + V_D (V_D ≈ 0,7V chute diode)

Principe fonctionnement

1. Tension anode-cathode (V_AK) appliquée
2. Tension grille fixée par diviseur : V_G = η·V_AK
3. Quand V_AK monte tel que jonction anode-grille se polarise direct (V_A > V_G + V_D)
4. Commutation régénérative : Structure PNPN se verrouille ON
5. Chemin faible impédance : Anode → Cathode (comme mise conduction SCR)
6. Extinction : Courant anode tombe sous courant maintien (I_H)

Caractéristiques clés (Typique : 2N6027/2N6028)

Paramètre	Valeur
Tension pic (VP)	0,2 - 10V (programmable)
Tension vallée (VV)	~1-2V
Courant pic (IP)	1-5 µA
Courant vallée (IV)	50-100 µA
Courant maintien (IH)	100-500 µA
Tension état passant	~1V @ 50mA
Courant anode max	150-200 mA
Courant grille max	±50 mA
Tension anode-cathode max	40V (2N6027), 100V (2N6028)

Applications classiques

Oscillateur relaxation (Plus courant)

 Vcc │ R_charge │ ├── C_timing ──┬── GND │ │ A G [PUT] K ── R_load ── GND 

Fréquence : f ≈ 1 / (R_charge × C_timing × ln(1/(1-η)))

Avantage : η programmable → fréquence ajustable sans changer R/C

Autres applications

• Circuits temporisation : Longs délais (secondes à heures) avec petits condensateurs
• Générateurs impulsions : Impulsions nettes, fronts rapides
• Détecteurs niveau : Détection seuil tension (batterie basse, surtension)
• Circuits déclenchement SCR : Commande grille thyristors plus gros
• Sources courant constant : Avec rétroaction ampliop
• Générateurs dents scie/rampe : Pour balayage circuits, timing CAN

PUT vs UJT vs SCR

Caractéristique	UJT (2N2646)	PUT (2N6027)	SCR (2N5064)
η programmabilité	Fixé	Résistances externes	N/A (courant grille)
Courant pic	~2 µA	~1-5 µA	~10-200 µA (grille)
Courant max	50 mA	150 mA	0,8-80 A
Coût/disponibilité	Obsolète, rare	Disponible, bas coût	Largement disponible
Boîtier	TO-18 (métal)	TO-92 (plastique)	TO-92, TO-220, etc.

Avantages & Limitations

• ✅ η programmable — design flexible, compensation température possible
• ✅ Courant pic bas — fonctionne résistances timing hautes valeurs, petits condos
• ✅ Bas coût, boîtier plastique, largement disponible
• ✅ Région résistance négative — oscillateur naturel
• ❌ Faible gestion puissance — pas pour commutation charge directe
• ❌ Sensibilité température η (via résistances diviseur)
• ❌ Capacité dv/dt limitée vs SCR
• ❌ Moins commun designs modernes (remplacé par 555, timers MCU, comparateurs)

Le PUT reste solution astucieuse, bas coût, pour commutation seuil programmable et oscillateurs relaxation — surtout là où surcharge microcontrôleur indésirable. Sa programmabilité externe le distingue de l'UJT obsolète.