脉冲电路 - 单结晶体管

单结晶体管是一种只有一个 PN 结但又不是二极管的晶体管。单结晶体管，或简称为UJT，有一个发射极和两个基极，这与普通晶体管不同。这种器件因其负阻特性以及用作弛豫振荡器而闻名。

UJT 的结构

一块高阻抗的 n 型硅被认为形成了基极结构。在两端都引出两个欧姆接触，这两端都是基极。一根铝棒状结构连接到它上面，成为发射极。这个发射极靠近基极 2，离基极 1 稍远。这两者连接形成一个 PN 结。由于存在单个 PN 结，因此该器件被称为单结晶体管。

在棒内存在称为本征电阻的内部电阻，其电阻值取决于棒的掺杂浓度。UJT 的结构和符号如下所示。

在符号中，发射极由倾斜的箭头表示，其余两端表示基极。由于 UJT 被理解为二极管和一些电阻的组合，因此可以使用等效电路图来表示 UJT 的内部结构，以解释 UJT 的工作原理。

可以通过其等效电路来理解 UJT 的工作原理。施加在发射极上的电压表示为 V_E，基极 1 和 2 的内部电阻分别表示为 R_B1 和 R_B2。内部存在的这两个电阻统称为本征电阻，表示为 R_BB。RB1 上的电压可以表示为 V₁。用于使电路工作的直流电压为 V_BB。

UJT 等效电路如下所示。

最初，当不施加电压时，

$$V_E = 0$$

然后通过 R_B2 施加电压 V_BB。二极管 D 将处于反向偏置状态。二极管上的电压将为 VB，即发射极二极管的势垒电压。由于施加了 V_BB，点 A 处会出现一些电压。因此，总电压将为 V_A + V_B。

现在，如果发射极电压 V_E 增加，电流 I_E 将流过二极管 D。此电流使二极管正向偏置。载流子被感应，电阻 R_B1 开始减小。因此，R_B1 上的电位，即 V_B1 也减小。

$$V_{B1} = \left( \frac{R_{B1}}{R_{B1} + R_{B2}} \right )V_{BB}$$

由于 V_BB 是恒定的，并且由于通道的掺杂浓度，R_B1 减小到其最小值，因此 V_B1 也减小。

实际上，内部存在的电阻统称为本征电阻，表示为 R_BB。上面提到的电阻可以表示为

$$R_{BB} = R_{B1} + R_{B2}$$

$$\left( \frac{R_{B1}}{R_{BB}} \right ) = \eta$$

符号 η 用于表示施加的总电阻。

因此，V_B1 上的电压表示为

$$V_{B1} = \eta V_{BB}$$

发射极电压表示为

$$V_E = V_D + V_{B1}$$

$$V_E = 0.7 + V_{B1}$$

其中 V_D 是二极管上的电压。

当二极管正向偏置时，其上的电压将为 0.7v。所以这是恒定的，而 V_B1 持续减小。因此，V_E 持续减小。它减小到一个最小值，可以表示为 V_V，称为谷值电压。UJT 接通时的电压是峰值电压，表示为 V_P。

到目前为止讨论的概念可以从下面所示的图表中清楚地理解。

最初，当 V_E 为零时，一些反向电流 IE 流过，直到 VE 的值达到以下点

$$V_E = \eta V_{BB}$$

这是曲线与 Y 轴相交的点。

当 V_E 达到以下电压时

$$V_E = \eta V_{BB} + V_D$$

此时，二极管正向偏置。

此点的电压称为 V_P（峰值电压），此点的电流称为 I_P（峰值电流）。到目前为止图中的部分称为截止区，因为 UJT 处于关闭状态。

现在，当 V_E 进一步增加时，电阻 R_B1 以及电压 V₁ 也减小，但通过它的电流增加。这是负阻特性，因此该区域称为负阻区。

现在，电压 V_E 达到某个点，在此之后进一步增加会导致 R_B1 上的电压增加。此点的电压称为 V_V（谷值电压），此点的电流称为 I_V（谷值电流）。此区域之后称为饱和区。

UJT 最主要用作弛豫振荡器。它们也用于相位控制电路。此外，UJT 广泛用于为数字电路提供时钟、各种设备的定时控制、晶闸管的受控触发以及示波器中水平偏转电路的同步脉冲。

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