單結(jié)晶體管是一種 3 端子半導(dǎo)體器件，與 BJT 不同，它只有一個(gè) pn

結(jié)。它基本上設(shè)計(jì)用作單級(jí)振蕩器電路，用于生成適合數(shù)字電路應(yīng)用的脈沖信號(hào)。

單結(jié)晶體管應(yīng)用領(lǐng)域

以下是單結(jié)晶體管廣泛使用的主要應(yīng)用領(lǐng)域。

觸發(fā)電路

振蕩器電路

電壓/電流調(diào)節(jié)電源。

基于定時(shí)器的電路，

鋸齒發(fā)電機(jī)，

相位控制電路

雙穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)

主要特點(diǎn)

易于訪(fǎng)問(wèn)且便宜：UJT的便宜價(jià)格和易于獲得以及一些特殊功能導(dǎo)致該設(shè)備在許多電子應(yīng)用中得到廣泛實(shí)施。

低功耗：由于其在正常工作條件下的低功耗特性，該設(shè)備被認(rèn)為是不斷努力開(kāi)發(fā)合理高效設(shè)備的令人難以置信的突破。

高度穩(wěn)定、可靠的工作：當(dāng)用作振蕩器或延遲觸發(fā)電路時(shí)，UJT具有極高的可靠性和極其精確的輸出響應(yīng)。

單結(jié)晶體管基本結(jié)構(gòu)

圖 #1

UJT是一種三端子半導(dǎo)體器件，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，如上圖所示。

在這種結(jié)構(gòu)中，一塊輕度摻雜的n型硅材料（具有增加的電阻特性）提供了一對(duì)連接到一個(gè)表面兩端的基座觸點(diǎn)，并在相對(duì)的后表面上提供了合金鋁棒。

器件的p-n結(jié)在鋁棒和n型硅塊的邊界上創(chuàng)建。

這種如此形成的單p-n結(jié)是設(shè)備名稱(chēng)“單結(jié)”的原因。該器件最初被稱(chēng)為雙（雙）基極二極管，因?yàn)榇嬖谝粚?duì)基極觸點(diǎn)。

請(qǐng)注意，在上圖中，鋁棒在硅塊上熔斷/合并的位置比基座 2 觸點(diǎn)更靠近基座 1 觸點(diǎn)的位置，并且基座 2 端子相對(duì)于基座 1 端子也已通過(guò) VBB

伏特變?yōu)檎龢O。這些方面如何影響UJT的工作將在以下部分中顯而易見(jiàn)

符號(hào)表示

下圖顯示了單結(jié)晶體管的符號(hào)表示。

圖 #2

觀察發(fā)射器端子與直線(xiàn)成一定角度，該直線(xiàn)描繪了n型材料塊?？梢钥吹郊^指向典型電流（孔）流的方向，而單結(jié)器件處于正向偏置、觸發(fā)或?qū)顟B(tài)。

單結(jié)晶體管等效電路

圖 #3

等效的UJT電路可以在上圖中看到。我們可以發(fā)現(xiàn)這個(gè)等效電路看起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單，它包括幾個(gè)電阻（一個(gè)固定電阻，一個(gè)可調(diào)電阻）和一個(gè)單獨(dú)的二極管。

電阻RB1顯示為可調(diào)電阻，考慮到其值將隨著電流IE的變化而變化。實(shí)際上，在任何代表單結(jié)的晶體管中，對(duì)于IE從1到5 =

μA的任何等效變化，RB50可能會(huì)從0 kΩ波動(dòng)到50 Ω?；g電阻 RBB 表示當(dāng) IE = 1 時(shí)端子 B2 和 B0

之間的器件電阻。在公式中是，

RBB = （RB1 + RB2）|IE = 0

RBB 的范圍通常在 4 和 10 k 之間。如圖所示的鋁棒位置提供了IE = 1時(shí)RB2，RB0的相對(duì)大小。我們可以使用分壓定律估計(jì) VRB1

的值（當(dāng) IE = 0 時(shí)），如下所示：

VRB1 = （RB1 x VBB） / （RB1 + RB2） = ηVBB （IE = 0）

希臘字母η（eta）被稱(chēng)為單結(jié)晶體管器件的固有關(guān)斷比，由下式定義：

η = RB1 / （RB1 + RB2）（IE = 0） = RB1 / RBB

對(duì)于指示的發(fā)射極電壓（VE）高于VRB1（ = ηVBB），二極管的正向壓降VD（0.35→0.70 V），二極管將被觸發(fā)ON。

理想情況下，我們可以假設(shè)短路條件，這樣IE將開(kāi)始通過(guò)RB1傳導(dǎo)。通過(guò)公式，發(fā)射極的觸發(fā)電壓電平可以表示為：

VP = ηVBB + VD

主要特點(diǎn)及工作原理

VBB = 10 V時(shí)代表性單結(jié)晶體管的特性如下圖所示。

圖 #4

我們可以看到，對(duì)于峰值點(diǎn)左側(cè)指示的發(fā)射極電位，IE值永遠(yuǎn)不會(huì)超過(guò)IEO（以微安為單位）。目前的IEO或多或少遵循傳統(tǒng)雙極晶體管的反向漏電流ICO。

這個(gè)區(qū)域被稱(chēng)為截止區(qū)域，如圖所示。

一旦在VE = VP處實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通，發(fā)射極電位VE就會(huì)隨著IE電位的增加而降低，這與增加電流IE的電阻RB1減小完全一致，如前所述。

上述特性為單結(jié)晶體管提供了具有高度穩(wěn)定的負(fù)電阻區(qū)域，使器件能夠工作并以極高的可靠性進(jìn)行應(yīng)用。

在上述過(guò)程中，可以預(yù)期最終達(dá)到谷點(diǎn)，任何超出此范圍的IE增加都會(huì)導(dǎo)致設(shè)備進(jìn)入飽和區(qū)域。

圖#3顯示了同一區(qū)域中具有相似特性方法的二極管等效電路。

器件在有源區(qū)域的電阻值下降是由于一旦器件發(fā)生點(diǎn)火，p型鋁棒就會(huì)向n型塊中注入孔。這導(dǎo)致n型截面上的空穴數(shù)量增加，自由電子數(shù)增加，導(dǎo)致器件上的導(dǎo)電性（G）增強(qiáng)，其電阻等效降低（R

↓ = 1 / G ↑）

重要參數(shù)

您會(huì)發(fā)現(xiàn)與單結(jié)晶體管相關(guān)的三個(gè)附加重要參數(shù)，即IP，VV和IV。所有這些都在圖 #4 中表示。

這些實(shí)際上很容易理解。通常存在的發(fā)射器特性可以從下面的圖#5中了解到。

圖 #5

在這里，我們可以觀察到IEO（μA）不明顯，因?yàn)樗娇潭纫院涟矠閱挝贿M(jìn)行校準(zhǔn)。與縱軸相交的每一條曲線(xiàn)都是VP的相應(yīng)結(jié)果。對(duì)于 η 和 VD

的常量值，VP 值根據(jù) VBB 變化，公式如下：

單結(jié)晶體管數(shù)據(jù)表

UJT的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)格范圍可以從下面的圖#5中了解。

UJT 引腳排列詳細(xì)信息

引腳排列詳細(xì)信息也包含在上述數(shù)據(jù)表中。請(qǐng)注意，基極 B1 和 B2 彼此相對(duì)，而發(fā)射極引腳 E 位于這兩者之間的中心。

此外，應(yīng)該與更高電源電平連接的基座引腳位于封裝環(huán)上的分支附近。

如何使用 UJT 觸發(fā) SCR

UJT的一個(gè)相對(duì)流行的應(yīng)用是觸發(fā)功率器件，如SCR。下圖#6描述了此類(lèi)觸發(fā)電路的基本組件。

圖 #6：使用 UJT 觸發(fā) SCR

圖 #7：用于觸發(fā)外部設(shè)備（如 SCR）的 UJT 負(fù)載線(xiàn)

主要定時(shí)元件由R1和C組成，而R2則像輸出觸發(fā)電壓的下拉電阻一樣工作。

如何計(jì)算 R1

必須計(jì)算電阻R1，以確保R1定義的負(fù)載線(xiàn)在負(fù)電阻區(qū)域內(nèi)通過(guò)器件的特性，即向峰值點(diǎn)的右側(cè)移動(dòng)，但向谷點(diǎn)的左側(cè)移動(dòng)，如圖#7所示。

如果負(fù)載線(xiàn)無(wú)法穿過(guò)峰值點(diǎn)的右側(cè)，則單結(jié)設(shè)備無(wú)法啟動(dòng)。

一旦我們考慮了IR1 = IP和VE = VP的峰值點(diǎn)，就可以確定保證開(kāi)關(guān)開(kāi)啟條件的R1公式。等式IR1 =

IP看起來(lái)合乎邏輯，因?yàn)榇藭r(shí)電容器的充電電流為零。這意味著，在這個(gè)特定點(diǎn)的電容器正在通過(guò)充電過(guò)渡到放電狀態(tài)。

因此，對(duì)于上述條件，我們可以這樣寫(xiě)：

或者，為了保證完全關(guān)閉 SCR：

R1 》 （V - Vv） / Iv

這意味著電阻R1的選擇范圍必須如下所述：

（V - Vv） / IV 《 R1 《 （V - Vp） / IP

如何計(jì)算 R2

電阻R2必須足夠小，以確保當(dāng)IE?2 A時(shí)，R2兩端的電壓VR0不會(huì)錯(cuò)誤觸發(fā)SCR。為此，必須按照以下公式計(jì)算VR2：

VR2 ? R2V / （R2 + RBB） （當(dāng) IE ? 0 時(shí)）

電容提供觸發(fā)脈沖之間的時(shí)間延遲，并決定每個(gè)脈沖的長(zhǎng)度。

如何計(jì)算 C

參考下圖，一旦電路通電，等于VC的電壓VE將通過(guò)時(shí)間常數(shù)τ = R1C開(kāi)始向電壓VV充電。

圖 #8

確定UJT網(wǎng)絡(luò)中C充電周期的一般公式為：

vc = Vv + （V - Vv）（ 1 -e-噸/R1C）

通過(guò)我們之前的計(jì)算，我們已經(jīng)知道在電容器的上述充電期間R2上的電壓。現(xiàn)在，當(dāng) vc = vE = Vp 時(shí)，UJT

器件將進(jìn)入開(kāi)關(guān)導(dǎo)通狀態(tài)，導(dǎo)致電容器通過(guò) RB1 和 R2 放電，其速率取決于時(shí)間常數(shù)：

τ = （RB1 + R2）C

以下公式可用于計(jì)算放電時(shí)間，當(dāng)

vc = vE

風(fēng)險(xiǎn)投資?虛擬聚乙烯-噸/（RB1 + R2）C

由于RB1，這個(gè)方程變得有點(diǎn)復(fù)雜，隨著發(fā)射極電流的增加，RB1的值會(huì)下降，以及電路中的其他方面，如R《》和V，這也會(huì)影響C的整體放電率。

盡管如此，如果我們參考上圖#8（b）給出的等效電路，通常R1和RB2的值可以使得用于電容C周?chē)渲玫拇骶S寧網(wǎng)絡(luò)可能受到R1，RB2電阻的輕微影響。雖然電壓V看起來(lái)相當(dāng)大，但輔助戴維寧電壓的電阻分壓器通?？梢院雎院拖?，如下面的簡(jiǎn)化等效圖所示：

因此，上面的簡(jiǎn)化版本有助于我們得到以下公式，當(dāng)VR2處于峰值時(shí)，電容器C的放電相位。

VR2 ? R2（Vp - 0.7） / R2 + RB1