第8节 单结晶体管 (UJT) (修订中)

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__单结晶体管：__虽然单结晶体管不是晶闸管，但该器件可以通过 B1 基极的脉冲触发更大的晶闸管。_单结晶体管_由中间有P型连接的N型硅条组成。见图（a）。钢筋末端的连接称为底座 B1 和 B2；P型中点是发射极。在发射极断开的情况下，总电阻 R BBO（数据表项）是 R B1和 R B2的总和，如图 (b) 所示。对于不同的设备类型， R BBO的范围为 4-12kΩ。固有隔振比 η 是 R B1与 R BBO的比值. 对于不同的设备，它从 0.4 到 0.8 不等。原理图符号为图（c）

单结晶体管：(a) 结构，(b) 型号，(c) 符号

单结发射极电流与电压特性曲线（下图（a））表明，随着 V E的增加，电流 I E在峰值点处随着 I P的增加而增加。超过峰值点，电流随着负电阻区域中的电压降低而增加。电压在谷点处达到最小值。R B1的电阻，饱和电阻在谷点处最低。

I P和 I V是数据表参数；对于 2n2647，I P和 I V分别为 2µA 和 4mA。[AMS] VP 是 RB1 上的电压降加上 0.7V 二极管压降；见下图(b)。VV 估计约为V BB的10% 。

单结晶体管：(a) 发射极特性曲线，(b) VP 模型。

张弛[振荡器](https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt- 电容器没有影响。 (opens new window)一旦电容器电压 V E达到峰值电压点 V P，较低的发射极-基极 E-B1 电阻会迅速对电容器放电。一旦电容器在谷点 V V以下放电，E-RB1 电阻恢复为高电阻，电容器可以再次自由充电。

单结晶体管张弛振荡器和波形。振荡器驱动 SCR。

在电容器通过 E-B1 饱和电阻放电期间，可以在外部 B1 和 B2 负载电阻上看到一个脉冲，如上图所示。B1 处的负载电阻需要较低，以免影响放电时间。B2 的外部电阻是可选的。可以用短路代替。近似频率由 1/f = T = RC 给出。上图中给出了更准确的频率表达式。

充电电阻 R E必须在一定的范围内。它必须足够小，以允许 I P基于 V BB供应减去 V P流动。它必须足够大以根据 V BB供应减去 V V来供应 I V。[MHW] 2n2647 的方程式和示例：

__可编程单结晶体管（PUT）：__虽然单结晶体管被列为过时（如果可以获得的话，读起来很贵），可编程单结晶体管仍然存在并且很好。它价格便宜且正在生产中。虽然它的功能类似于单结晶体管，但 PUT 是一个三端晶闸管。PUT 具有如下图所示的典型晶闸管的四层结构。请注意，栅极是靠近阳极的 N 型层，被称为“阳极栅极”。此外，原理图符号上的栅极引线连接到符号的阳极端。

可编程单结晶体管：特性曲线、内部结构、原理图符号。

上图可编程单结晶体管的特性曲线与单结晶体管相似。这是阳极电流 I A与阳极电压 V A的关系图。栅极引线电压设置、编程峰值阳极电压 V P。随着阳极电流的增加，电压增加到峰值点。此后，增加电流导致电压降低，下降到谷点。

单结晶体管的 PUT 等效物如下图所示。外部 PUT 电阻器 R1 和 R2 分别替代了单结晶体管内部电阻器 R B1和 R B2。这些电阻器允许计算固有的隔振比 η。

PUT等效单结晶体管

下图显示了单结张弛振荡器的 PUT 版本。电阻器 R 对电容器充电直到峰值点，然后重导将工作点沿负电阻斜率向下移动到谷点。在电容器放电期间，电流尖峰流过阴极，从而在阴极电阻器上产生电压尖峰。电容器放电后，工作点重新回到峰值点的斜率。

PUT张弛振荡器

__问题：__上图中 R 的合适值范围是多少，一个张弛振荡器？充电电阻器必须足够小，以提供足够的电流以在对电容器充电时将阳极升高到 V P峰值点。一旦达到 V P，阳极电压会随着电流增加（负电阻）而降低，这会将工作点移至谷底。提供谷值电流 I V是电容器的工作。一旦放电，工作点将重新设置回向上斜坡到峰值点。电阻器必须足够大，使其永远不会提供高谷值电流 I P. 如果充电电阻器能够提供那么多电流，则在电容器放电后，电阻器将提供谷值电流，并且工作点永远不会重置回峰值点左侧的高电阻状态。

我们选择与单结晶体管示例相同的 V BB =10V。我们选择 R1 和 R2 的值，使 η 约为 2/3。我们计算 η 和 VS。R1、R2 的并联等效物为 R G，仅用于从下表中进行选择。随着 V S =10，最接近我们的 6.3 的值，我们找到 V T =0.6V 并计算 V P。

我们还在表中分别找到了 I P和 I V，即峰值和谷值电流。我们仍然需要 V V，即谷底电压。在前面的单结示例中，我们使用了 10% 的 V BB = 1V。查阅数据表，我们发现 I F =50mA时的正向电压 V F =0.8V 。谷值电流 I V =70µA 远小于 I F =50mA。因此，V V必须小于 V F =0.8V。少了多少？为了安全起见，我们设置 V V = 0V。这将稍微提高电阻范围的下限。

选择 R > 143k 可以保证电容器放电后工作点可以从谷点复位。R < 755k 允许在峰值点充电至 V P。

选定的 2n6027 PUT 参数，改编自 2n6027 数据表。[ON1]

下图显示了具有最终电阻值的 PUT 张弛振荡器。还显示了 PUT 触发 SCR 的实际应用。该电路需要一个从桥式整流器分压的 V BB未滤波电源（未显示），以在每次功率过零后复位张弛振荡器。可变电阻器应有一个与其串联的最小电阻器，以防止低电位器设置挂在谷点。

PUT 带有分量值的张弛振荡器。PUT 驱动 SCR 灯调光器。

据说 PUT 定时电路可用于 10kHz。如果需要线性斜坡而不是指数斜坡，请将充电电阻器替换为恒流源，例如基于FET (opens new window)的恒流二极管。通过省略阴极栅极并使用阳极栅极，可以从 PNP 和 NPN 硅晶体管构建替代 PUT。

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