单结型晶体管原理与应用电路

前段时间在网上查单结型晶体管，发现资料说的都不是很详细，这几天找到了一本书籍，介绍的挺好的，现在分享给大家。

单结型晶体管是一种常用的半导体器件,它虽有三个管脚,很像半导体三极管,但它只有一个个N结,即一个发射极和两个基极,所以又称它为双基极二极管。单结型晶体管具有负阻特性,利用这一特性可以组成自激多谐振荡器、阶梯波发生器、定时电路等脉冲单元电路，被广泛应用于脉冲及数字电路中。

单结型晶体管的结构和等效电路

单结型晶体管的结构如上图,在一块高电阻率的N型硅片两端制作两个电极分别叫第一基极b1和第二基极b2。在硅片的另侧靠近b2处制作一个PN结,并在P型半导体上出电极e。在上图等效电路中， RBB为b1和b2极间的纯电阻,称为基区电阻,其阻值一般在2k～10kΩ之间。Rb2为基极b2与发射极e之间的电阻,Rb1为基极b1与发射极e之间的电阻。在正常工作时,Rb1将随发射极电流l而变化。PN结的作用相当于一个二极管VD。

单结型晶体管的试验电路及伏安特性曲线

单结型晶体管的特性及参数见上图，是单结型晶体管的试验电路及伏安特性曲线。从特性曲线上可以看出,它有三种工作状态，截止、负阻、饱和状态。

（1）截止状态

加在b1与b2之间的电压VB在Rb1上的分压为

Vb1=Vbb·R1/( R1+R2)= ηVbb

式中: η—分压比在图

14-51(a)中,当Ve=0时,则R2上的电压降对二极管D为反向偏置,VD截止, 只有很少的电流流过发射极。随着Ve的升高,反向电流逐渐减少,当Ve=ηVbb时,Ie=0。继续增大Ve,则Ie变为正向,但由于VD仍未导通,所以正向漏电流很小,单结型晶体管处于截止状态。

（2）负阻状态

当Ve增加到Ve=ηVbb +VD(VD为PN结导通电压)时,二极管VD导通, Ie迅速增大。在特性曲线上由截止变为导通的转折点称为峰点；该点的电压叫做峰点电压Vp;相应的发射极电流叫做峰点电流Ip,一般Ip很小,为2～4μA由于二极管VD导通, Ie增大,相当于R1减小,使得Ve随Ie的增大而减小,呈现出负阻特性。

（3）饱和状态

当Ie的增大和Ve的减小达到谷点时, Ve将随Ie的增大而缓慢地增大,这一现象称为饱和。由负阻区转化到饱和区的转折点称为谷点,这一点的发射极电压叫Vv;相应的发射极电流称为谷点电流Iv,一般大于1.5mA。显然,谷点电压是维持单结型晶体管导通的最小发射极电压,一旦出现Ve<>

从以上的工作状态中,可以看出单结型晶体管具有以下主要特性: ①发射极电压Ve大于峰值电压Vp是单结品体管导通的必要条件。峰值电压Vp不是个常数,而是取决于分压比η和外加电压Vbb的大小,即Vp=η·Vbb+0.7V。Vp和Vbb成线性关系,因此具有稳定的触发电压。峰点的电流很小,因此所需的触发电流也很小。

2谷点电压是维持单结型晶体管处于导通状态的最小电压。不同单结品体管的谷点电压是不同的,一般在2～4V之间。当vE<>

③单结型晶体管是一个负阻器件,对应每一个电流值都有一个确定的电压值,但对应每个电压值,则可能有不同的电流值。根据这一点,可在维持电压不变的情况下,使电流产生跃变,以取得较大电流的脉冲电流。

单结型晶体管基本应用电路

单结型晶体管基本应用电路

为了使单结晶休管的电压维持不变而实现电流跃变,用单结型晶体管组成开关电路时,就需要有储能的电容元件,因此单结型晶体管的基本电路如上所示。它由一个单结型晶体管和RC充放电电路组成。R1是负载电阳,R2是温度补偿电阻。接通电源后,在电容C两端可以获得连续的锯齿波电压,在R1两端可以输出正脉冲信号。这种脉冲单元电路又叫张地振荡器。

当接通电源后,有两路电流流通。电流IR经电阻R对C充电,起始电流为IRo=VBB/ R,充电时间常数为RC,电容C上的电压Vc按指数规律上升。另一路电流IBB从R2经b2、 b1流向R1,其数值为IBB= VBB /(R2+RBB+R1),一般只有几毫安。在电容器C上的电压上升到Vp以前,单结型晶体管是截止的。当Vc上升到Vp时,单结型晶体管e-b1结之间突然导通,电容C通过e-b1结和R1回路放电。由于导通后R1急剧减少,R1又很小,所以起始电流很大,使R1两端的电压VR1产生跃变。随着电容C的放电,Vc迅速按指数规律下降,当降到谷点电压时,管子又重新截止,开始了第二次的充放电过程为了使电路能连续工作,应满足以下条件:

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

张弛振荡器的振荡周期为T=RCln(1/(1-η))

输出正脉冲的幅度为

VRimin≈ηVbb

四、BT31~BT37型单结型晶体管

单结型晶体管外形结构

BT31~BT37型单结型晶体管主要参数

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