單結(jié)晶體管(UJT),圖形符號(hào)與工作原理介紹
一、單結(jié)晶體管概述
一、單結(jié)晶體管概述
單結(jié)晶體管（UJT），亦稱基極二極管，是一種具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的三端半導(dǎo)體器件。它內(nèi)部?jī)H包含一個(gè) PN 結(jié)，作為發(fā)射極，同時(shí)配備兩個(gè)基極。早期，該器件還被稱為雙基極二極管。UJT 的典型構(gòu)造以均勻輕摻雜且高電阻率的 N 型單晶半導(dǎo)體構(gòu)成基區(qū)，在基區(qū)兩端形成兩個(gè)歐姆接觸的基極 B1 和 B2，并通過(guò)淺擴(kuò)散法在基區(qū)中心或靠近某一基極的位置重?fù)诫s制造出 PN 結(jié)作為發(fā)射極。當(dāng)在基極 B1 和 B2 之間施加電壓時(shí)，電流從 B2 流向 B1，在 PN 結(jié)處基區(qū)對(duì) B1 形成反偏狀態(tài)。
二、單結(jié)晶體管的圖形符號(hào)、結(jié)構(gòu)與等效電路
UJT 由獨(dú)立的 P 型和 N 型半導(dǎo)體材料構(gòu)成，在主導(dǎo)的 N 型通道內(nèi)形成單一 PN 結(jié)，由此得名單結(jié)晶體管。盡管名為晶體管，但其開關(guān)特性與傳統(tǒng)雙極型或場(chǎng)效應(yīng)晶體管截然不同，無(wú)法用于信號(hào)放大，主要作為開關(guān)晶體管使用。
UJT 的等效電路可以看作是一個(gè)基極電阻 RB 與一個(gè) PN 結(jié)的并聯(lián)組合。基極電阻 RB 代表基區(qū)的電阻，PN 結(jié)則對(duì)應(yīng)發(fā)射極與基極之間的單向?qū)щ娞匦浴?/div>
三、單結(jié)晶體管工作原理
當(dāng)發(fā)射極電壓 Ue 低于峰點(diǎn)電壓 Up（約 6～8V）時(shí)，單結(jié)晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)，發(fā)射極電流 Ie 僅為微小的反向漏電電流，此時(shí) e、b1 極之間等效阻值極大，相當(dāng)于斷開的開關(guān)。當(dāng)發(fā)射極電壓 Ue 超過(guò) Up 時(shí)，器件開始導(dǎo)通，發(fā)射極電流 Ie 增大，同時(shí)發(fā)射極電壓 Ue 下降，進(jìn)入負(fù)阻區(qū)。隨著發(fā)射極電流 Ie 繼續(xù)增大，發(fā)射極電壓 Ue 降至谷點(diǎn)電壓 Uv 后，進(jìn)入飽和區(qū)，此時(shí) e、b1 極之間等效阻值變得很小，相當(dāng)于閉合的開關(guān)。
四、單結(jié)晶體管的特性
（一）伏安特性
單結(jié)晶體管的伏安特性曲線體現(xiàn)了發(fā)射極電流 Ie 與發(fā)射極電壓 Ue 之間的關(guān)系。
曲線可分為三個(gè)區(qū)域：
曲線可分為三個(gè)區(qū)域：
截止區(qū)（AP 段） ：當(dāng)發(fā)射極電壓 Ue 較低時(shí)，單結(jié)晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)，發(fā)射極電流 Ie 非常小，e、b1 極之間相當(dāng)于斷開的開關(guān)。
負(fù)阻區(qū)（PV 段） ：當(dāng)發(fā)射極電壓 Ue 超過(guò)峰點(diǎn)電壓 Up 后，單結(jié)晶體管開始導(dǎo)通，發(fā)射極電流 Ie 增大，發(fā)射極電壓 Ue 下降，動(dòng)態(tài)電阻呈現(xiàn)負(fù)值，這一區(qū)域稱為負(fù)阻區(qū)。
飽和區(qū)（VB 段） ：當(dāng)發(fā)射極電流 Ie 增大到谷點(diǎn)電流 Iv 之后，發(fā)射極電壓 Ue 隨發(fā)射極電流 Ie 的增加而增加，動(dòng)態(tài)電阻呈現(xiàn)正值，這一區(qū)域稱為飽和區(qū)。
（二）開關(guān)特性
單結(jié)晶體管的 e、b1 極之間相當(dāng)于一個(gè)受發(fā)射極電壓 Ue 控制的開關(guān)。當(dāng)發(fā)射極電壓 Ue 低于峰點(diǎn)電壓 Up 時(shí)，開關(guān)處于斷開狀態(tài)；當(dāng)發(fā)射極電壓 Ue 超過(guò) Up 時(shí)，開關(guān)導(dǎo)通，可用于振蕩電路等。
五、單結(jié)晶體管極性的判斷
（一）外觀判斷法
從外觀上觀察，引腳與外殼相通的電極通常是 B1 極；與凸耳相近的電極一般為 E 極。
（二）萬(wàn)用表判斷法
判斷發(fā)射極 E
用萬(wàn)用表的 R×1K 擋測(cè)量任意兩個(gè)管腳的正向電阻和反向電阻。當(dāng)測(cè)得的正反向電阻基本不變（一般約 10KΩ～30KΩ，不同型號(hào)的管阻值有差異）時(shí)，這兩個(gè)管腳為兩個(gè)基極 B1 和 B2，剩下的管腳即為發(fā)射極 E。
判斷 B1 和 B2 極
在確定發(fā)射極 E 的基礎(chǔ)上，將萬(wàn)用表量程置于 R×1K 擋，黑表筆接發(fā)射極 E，紅表筆分別接另外兩個(gè)極。兩次測(cè)量中，電阻較大的一次，紅表筆所接的電極為單結(jié)晶體管的 B1 極。
六、單結(jié)晶體管的應(yīng)用
單結(jié)晶體管的負(fù)阻特性和開關(guān)特性使其在電子電路中具有廣泛的應(yīng)用。常見的應(yīng)用領(lǐng)域包括：
（一）弛張振蕩器
單結(jié)晶體管特別適用于開關(guān)系統(tǒng)中的弛張振蕩器。通過(guò)改變基極間的偏置電壓或發(fā)射極信號(hào)，可以控制振蕩器的工作狀態(tài)，產(chǎn)生鋸齒波等波形。
（二）定時(shí)電路
利用單結(jié)晶體管的負(fù)阻特性，可以設(shè)計(jì)定時(shí)電路。通過(guò)調(diào)整電路參數(shù)，控制導(dǎo)通和截止的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能。
（三）控制電路和讀出電路
單結(jié)晶體管還可用于控制電路和讀出電路中，作為開關(guān)元件或信號(hào)控制單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的控制和信號(hào)的讀取。
總之，單結(jié)晶體管以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，在電子電路設(shè)計(jì)中具有重要的地位。通過(guò)合理地應(yīng)用其特性，可以實(shí)現(xiàn)多種功能，滿足不同電路的需求。
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