單結(jié)型晶體管原理與應(yīng)用電路

前段時間在網(wǎng)上查單結(jié)型晶體管，發(fā)現(xiàn)資料說的都不是很詳細，這幾天找到了一本書籍，介紹的挺好的，現(xiàn)在分享給大家。

單結(jié)型晶體管是一種常用的半導(dǎo)體器件,它雖有三個管腳,很像半導(dǎo)體三極管,但它只有一個個N結(jié),即一個發(fā)射極和兩個基極,所以又稱它為雙基極二極管。單結(jié)型晶體管具有負阻特性,利用這一特性可以組成自激多諧振蕩器、階梯波發(fā)生器、定時電路等脈沖單元電路，被廣泛應(yīng)用于脈沖及數(shù)字電路中。

單結(jié)型晶體管的結(jié)構(gòu)和等效電路

單結(jié)型晶體管的結(jié)構(gòu)如上圖,在一塊高電阻率的N型硅片兩端制作兩個電極分別叫第一基極b1和第二基極b2。在硅片的另側(cè)靠近b2處制作一個PN結(jié),并在P型半導(dǎo)體上出電極e。在上圖等效電路中， RBB為b1和b2極間的純電阻,稱為基區(qū)電阻,其阻值一般在2k～10kΩ之間。Rb2為基極b2與發(fā)射極e之間的電阻,Rb1為基極b1與發(fā)射極e之間的電阻。在正常工作時,Rb1將隨發(fā)射極電流l而變化。PN結(jié)的作用相當(dāng)于一個二極管VD。

單結(jié)型晶體管的試驗電路及伏安特性曲線

單結(jié)型晶體管的特性及參數(shù)見上圖，是單結(jié)型晶體管的試驗電路及伏安特性曲線。從特性曲線上可以看出,它有三種工作狀態(tài)，截止、負阻、飽和狀態(tài)。

（1）截止狀態(tài)

加在b1與b2之間的電壓VB在Rb1上的分壓為

Vb1=Vbb·R1/( R1+R2)= ηVbb

式中: η—分壓比在圖

14-51(a)中,當(dāng)Ve=0時,則R2上的電壓降對二極管D為反向偏置,VD截止, 只有很少的電流流過發(fā)射極。隨著Ve的升高,反向電流逐漸減少,當(dāng)Ve=ηVbb時,Ie=0。繼續(xù)增大Ve,則Ie變?yōu)檎?但由于VD仍未導(dǎo)通,所以正向漏電流很小,單結(jié)型晶體管處于截止狀態(tài)。

（2）負阻狀態(tài)

當(dāng)Ve增加到Ve=ηVbb +VD(VD為PN結(jié)導(dǎo)通電壓)時,二極管VD導(dǎo)通, Ie迅速增大。在特性曲線上由截止變?yōu)閷?dǎo)通的轉(zhuǎn)折點稱為峰點；該點的電壓叫做峰點電壓Vp;相應(yīng)的發(fā)射極電流叫做峰點電流Ip,一般Ip很小,為2～4μA由于二極管VD導(dǎo)通, Ie增大,相當(dāng)于R1減小,使得Ve隨Ie的增大而減小,呈現(xiàn)出負阻特性。

（3）飽和狀態(tài)

當(dāng)Ie的增大和Ve的減小達到谷點時, Ve將隨Ie的增大而緩慢地增大,這一現(xiàn)象稱為飽和。由負阻區(qū)轉(zhuǎn)化到飽和區(qū)的轉(zhuǎn)折點稱為谷點,這一點的發(fā)射極電壓叫Vv;相應(yīng)的發(fā)射極電流稱為谷點電流Iv,一般大于1.5mA。顯然,谷點電壓是維持單結(jié)型晶體管導(dǎo)通的最小發(fā)射極電壓,一旦出現(xiàn)Ve<>

從以上的工作狀態(tài)中,可以看出單結(jié)型晶體管具有以下主要特性: ①發(fā)射極電壓Ve大于峰值電壓Vp是單結(jié)品體管導(dǎo)通的必要條件。峰值電壓Vp不是個常數(shù),而是取決于分壓比η和外加電壓Vbb的大小,即Vp=η·Vbb+0.7V。Vp和Vbb成線性關(guān)系,因此具有穩(wěn)定的觸發(fā)電壓。峰點的電流很小,因此所需的觸發(fā)電流也很小。

2谷點電壓是維持單結(jié)型晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)的最小電壓。不同單結(jié)品體管的谷點電壓是不同的,一般在2～4V之間。當(dāng)vE<>

③單結(jié)型晶體管是一個負阻器件,對應(yīng)每一個電流值都有一個確定的電壓值,但對應(yīng)每個電壓值,則可能有不同的電流值。根據(jù)這一點,可在維持電壓不變的情況下,使電流產(chǎn)生躍變,以取得較大電流的脈沖電流。

單結(jié)型晶體管基本應(yīng)用電路

單結(jié)型晶體管基本應(yīng)用電路

為了使單結(jié)晶休管的電壓維持不變而實現(xiàn)電流躍變,用單結(jié)型晶體管組成開關(guān)電路時,就需要有儲能的電容元件,因此單結(jié)型晶體管的基本電路如上所示。它由一個單結(jié)型晶體管和RC充放電電路組成。R1是負載電陽,R2是溫度補償電阻。接通電源后,在電容C兩端可以獲得連續(xù)的鋸齒波電壓,在R1兩端可以輸出正脈沖信號。這種脈沖單元電路又叫張地振蕩器。

當(dāng)接通電源后,有兩路電流流通。電流IR經(jīng)電阻R對C充電,起始電流為IRo=VBB/ R,充電時間常數(shù)為RC,電容C上的電壓Vc按指數(shù)規(guī)律上升。另一路電流IBB從R2經(jīng)b2、 b1流向R1,其數(shù)值為IBB= VBB /(R2+RBB+R1),一般只有幾毫安。在電容器C上的電壓上升到Vp以前,單結(jié)型晶體管是截止的。當(dāng)Vc上升到Vp時,單結(jié)型晶體管e-b1結(jié)之間突然導(dǎo)通,電容C通過e-b1結(jié)和R1回路放電。由于導(dǎo)通后R1急劇減少,R1又很小,所以起始電流很大,使R1兩端的電壓VR1產(chǎn)生躍變。隨著電容C的放電,Vc迅速按指數(shù)規(guī)律下降,當(dāng)降到谷點電壓時,管子又重新截止,開始了第二次的充放電過程為了使電路能連續(xù)工作,應(yīng)滿足以下條件:

(VBB-Vp)/R>Ip, (VBB-Vv)/R<>

張弛振蕩器的振蕩周期為T=RCln(1/(1-η))

輸出正脈沖的幅度為

VRimin≈ηVbb

四、BT31~BT37型單結(jié)型晶體管

單結(jié)型晶體管外形結(jié)構(gòu)

BT31~BT37型單結(jié)型晶體管主要參數(shù)

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