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  • 单结晶体管(ujt)的工作原理,结构特性介绍
    • 发布时间:2025-07-31 18:53:51
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    单结晶体管(ujt)的工作原理,结构特性介绍
    一、单结晶体管简述
    单结晶体管,亦称基极二极管,是一种独特的三端半导体器件。其结构上仅有一个 PN 结作为发射极,却配备两个基极。在电子领域,凭借其 distinctive 特性,单结晶体管在特定电路设计中发挥着不可替代的作用。
    二、单结晶体管构造解密
    单结晶体管具备三个电极,分别被定义为第一基极 b1、第二基极 b2 以及发射极 e。尽管拥有三个电极,但其内部结构上只有一个 PN 结。具体而言,在一块高电阻率的 N 型硅基片的一侧两端,分别引出第一基极 b1 和第二基极 b2。而在硅片的另一侧,邻近 b2 的位置,通过扩散法掺入 P 型杂质,从而形成一个 PN 结,由此引出发射极 e。
    单结晶体管,ujt,原理
    两个基极 b1 和 b2 之间的电阻,本质上是 N 型硅片自身的电阻,被称作体电阻。依据单结晶体管的等效电路,两基极间的电阻 Rb1b2 实则为 Rb1 与 Rb2 之和,通常体阻值处于(5~10)KΩ 这一区间范围内。
    就国产单结晶体管而言,常见型号涵盖 BT31、BT32、BT33 等一系列产品。其中,型号编码蕴含特定含义:“B” 代表半导体器件,“T” 指代特种晶体管,第三位数字 “3” 明确表明其拥有三个电极,而最后一位数字则标识了相应功耗,例如 100mW、200mW、300mW 等等。
    三、单结晶体管特性解析
    单结晶体管的伏安特性备受关注。在实际测试中,于单结晶体管的 e、b1 极之间施加一个正电压 Ue,同时在 b2、b1 极之间加载一个正电压 Ubb,通过测试所得的发射极电流 Ie 与发射极电压 Ue 的关系曲线,即为单结晶体管的伏安特性曲线。
    单结晶体管,ujt,原理
    从该伏安特性曲线中,可清晰洞察以下关键特性:
    (一)截止状态
    当发射极所施加的电压 Ue 低于峰点电压 Up(峰点电压一般在约 6~8V)时,单结晶体管的 Ie 电流仅表现为微弱的反向漏电电流,对应曲线的 AP 段。在此状态下,单结晶体管处于截止状态,此时 e、b1 极之间的等效阻值极为庞大,相当于一个断开的开关,几乎没有电流能够流通。
    (二)负阻区
    一旦发射极所加的电压 Ue 越过 Up 峰点电压,单结晶体管即刻开启导通进程。随着导通电流 Ie 的逐步增加,e 极对地的电压 Ue 却呈现出持续下降的趋势,这一现象对应曲线的 PV 段。特别值得指出的是,在曲线的 PV 段,其动态电阻值呈现负值,因此该区间被称为负阻区。负阻区本质上是一个过渡区域,持续时间极为短暂。随着 Ie 电流的不断攀升,电压 Ue 将降至迅速谷点电压 Uv。
    (三)饱和区
    当 Ie 增加至对应于谷点电压的谷点电流 Iv 之后,电压 Ue 随 Ie 的进一步增加而转为上升趋势,对应曲线的 VB 段。此时,动态电阻呈现正值,此区间被定义为饱和区。单结晶体管在饱和区工作时,e、b1 极之间的等效阻值变得非常小,相当于一个闭合的开关,电流能够顺畅流通。
    综上所述,单结晶体管的 e、b1 极之间,相当于一个受发射极电压 Ue 控制的开关,这使得单结晶体管在振荡电路等设计中可作为核心的振荡元件。
    四、单结晶体管关键参数详解
    基极间电阻 Rbb :即 Rb1 与 Rb2 之和。其定义为发射极处于开路状态时,基极 b1、b2 之间的电阻值,通常处于(5~10)KΩ 的范围区间。并且,其阻值会随着温度的上升而呈现增大趋势,不同型号的单结晶体管在阻值方面存在较为显著的差异。
    分压比 η :计算公式为 η=Rb1/(Rb1 + Rb2),这是由管子内部结构所决定的一个常数,一般取值范围在 0.3 至 0.85 之间。
    eb1 间反向电压 Vcb1 :在 b2 处于开路状态时,在额定反向电压 Vcb2 的条件下,基极 b1 与发射极 e 之间的反向耐压值。
    反向电流 Ieo :在 b1 开路的条件下,在额定反向电压 Vcb2 作用下,eb2 间的反向电流大小。
    发射极饱和压降 Veo :在最大发射极额定电流流过时,eb1 间的压降数值。
    峰点电流 Ip :单结晶体管刚开始导通瞬间,发射极电压处于峰点电压时对应的发射极电流值。
    五、单结晶体管极性判定指南
    外观观察法 :通常来说,从外观角度审视,引脚与外壳相通的电极,大概率为 b1 极;而与凸耳相靠近的电极,一般可判断为 e 极。
    万用表测量法 :
    发射极 e 判定 :鉴于单结晶体管也被称为双基极二极管,其拥有 e、b1、b2 三个电极。利用万用表的 R×1K 挡位,可对三个管脚的极性进行测量判定。具体操作为测量任意两个管脚的正向电阻与反向电阻,直至发现某两脚的正反向电阻值基本保持稳定(通常在约 10KΩ 至 30KΩ 之间,不同型号的管子阻值有所差异),此时可确定这两脚为两个基极,剩下的另一管脚即为发射极 e。
    b1、b2 电极判定 :在已成功判断出发射极 e 的基础上,将万用表量程调整至 R×1K 挡位,将黑表笔接至发射极 e,红表笔分别触碰另外两个电极。在两次测量过程中,万用表均会导通。在两次测量结果中,电阻值较大的那次测量中,红表笔所接触的电极即为单结晶体管的 b1 极。
    单结晶体管,ujt,原理
    六、单结晶体管的实际应用
    (一)振荡电路设计
    单结晶体管在振荡电路领域有着经典应用。其独特的负阻特性,使其能够与电容、电阻等元件协同工作,构成高效的振荡电路。通过合理配置电路参数,可实现稳定的频率输出。例如,在一些简易的时钟电路或信号发生器中,单结晶体管振荡电路能够以较低的成本和简洁的结构,提供所需的时钟信号或振荡信号。
    (二)定时电路应用
    基于单结晶体管的特性,还可将其应用于定时电路。通过与电容的充放电过程相结合,可实现特定的定时功能。在一些自动控制设备或电子玩具中,利用单结晶体管定时电路来控制某些动作的延时启动或停止,实现简单的自动化控制。
    (三)脉冲产生电路
    单结晶体管能够参与构成脉冲产生电路。借助其快速导通与截止的特性,配合其他电路元件,可产生具有一定幅度和宽度的脉冲信号。在数字电路或通信电路中,这些脉冲信号可作为触发信号或同步信号,保障整个电路系统的协调运行。
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