单结晶体管工作原理教案.doc

单结晶体管工作原理.doc 山东省威海市交通学校教案稿纸 2012年 2月 单结晶体管工作原理: 1. 单结管的结构及特性: 单结管是单结晶体管(UJT)的简称，又称为双基极晶体管。它的内部结构和符号如图所示。 (1)结构:在一个N型硅片上下两端各引出一个电极:下边的称为第一基极B1，上边的称为第二基极B2(故称双基极晶体管)，在硅片的另一侧靠近B2的部位掺入P型杂质，引出电极，称为发射极E, 发射极与N型硅片间构成一个PN结， 故称单结管。 (2)符号: (3)单结管等效电路及特性曲线: 单结管的等效电路如图A所示， 外接实验用电源E及E。图 BBE是单结管的特性曲线。自PN结A点至两个基极B、B之间的等效12电阻分别为R、R。当接上电源E后，A点与B之间的电压为 B1B2B1 A)公式: B)分压比:η,R/(R，R)称为单结管的分压比，其数值主B1B1B2 要与管子的结构有关，一般在0.5,0.8之间。E为加在发射极回E 路的可调电源。 (3)单结晶体管工作原理: A)当U从零开始增加且低于U时，PN结处于反向偏置，仅有EB1A 反向电流流过PN结，R呈现很大的电阻，单结管处于截止状态， B1 (见特性曲线AP段)。 1 山东省威海市交通学校教案稿纸 2012年 2月 B)当UEB1,UD，UA(UD为PN结的死区电压)，PN结承受正向电 压，从P区向N型硅片注入的空穴与电子复合，使RB1急剧减小，I E迅速增加，发射极电压UEB1随着IE的增加而减小，呈现出负阻特性，见特性曲线PV段。 C)峰点电压UP、电流IP:单结管由截止变导通所需发射极电压。对应峰点的电流称为峰点电流IP。 D)谷点电压、电流UV、IV: 维持单结管导通的最小 电压、电流。对应V点的电压电流值分别称为谷点电压UV和谷点电流IV。 (4)单结管重要特点:UEUP时单结管导通。 2. 单结管触发电路工作原理: 单结管振荡电路如图7- 18(a)所示，这是一种应用广泛的自激振荡电路。通常R1和R2的阻值远小于单结管两基极间的电阻R ′，所以单结管两基极间的电压U?E。当单结管截止时，BBBBB 电源EB经R对C充电，电容器C两端的电压U(等于U)按指数规律CE升高，如图 7- 18(b)所示。 当U上升到单结管的峰点电压U时，单结管突然导通， 电容CCP 经R和单结管放电，U突然升高。因为UC不能突变，所以放电1 R1 开始时，U不变，但iE由I突增至I，如图 7- 18(c)所示。随着 EPN C不断放电，U(U)逐渐降至谷点电压U， iE也由I逐渐减小到 CEVN谷点电流I，U也逐渐减小到I。 VR1VR1 当U(U) ,U时，iE由谷点电流IV突 CEV 然减至反向饱和电流I，U 也由I突 SR1VR1 然降至最低限度I。I为单结管截止 B2R1B2 时流过基极B、B的电流。此后，重复 21 上述过程。这样在R两端就得到一系列 1 前沿很陡的周期性尖顶脉冲，如图 7- 18(b)所示。 2 山东省威海市交通学校教案稿纸 2012年 2月 改变R的阻值，即可改变U上升到U所需的时间，因此可以调整输CP 出脉冲的周期T或频率f。 3. 同步和移相

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: 上述的单结管振荡电路还不能直接用于晶闸管整流电路中， 因为可控整流电路还

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触发脉冲与主电路的电源电压同步。 单结管同步触发电路如图7- 19(a)所示。它是采用变压器实现同步的。它的初级绕组与主电路由同一个交流电源供电，电源U经变压器T降1压后进行整流，得到图 7- 19(b)中U波形;再经电阻R和稳压管VZi3削波，得到UZ波形。它是个梯形波，用它作为单结管振荡电路的同步电源。 当交流电源电压u过零时，u也过零，即单结管的U=0于是UP也2ZBB近似为零，单结管E、B1之间导通。所以电容C将迅速放完所存电荷，U迅速降为零值。当U再次过零变为正时，U又从零值开始升高， C2 C 重复上述过程。这样就保证了触发电路与主电路之间严格的同步关系，结果，在各个周期中， 晶闸管的导通角相同。各点波形如图 7- 19(b)所示。 在图7- 19(a)所示的电路中，人工调整R，即可改变第一个触发脉冲的相位。R减小，产生脉冲的数目增多，则第一个脉冲发出的时刻往前移，U o波形上的α角减小，θ增大，整流电压平均值Uo升高，达到调节Uo的目的。其移相范围主要取决于经削波后梯形波平顶段的电压，而且电容C充电也必须占有一定的时间， 所以小于180?，移相范围约为140?。 3 山东省威海市交通学校教案稿纸 2012年 2月 4