单结晶体管的结构和等效电路

文章摘要：单结晶体管的外形图如图1所示。在一个低掺杂的N型硅棒上利用扩散工艺形成一个高掺杂P区，在P区与N区接触面形成PN结，就构成单结晶体管 (UJT)。其结构如图2(a)，P型半导体引出的电极为发射极E；N型半导体的两端引出两个电极，分别为基极B1和基极B2，B1和B2之间的N型区域 可以等效为一个纯电阻，即基区电阻RBB。该电阻的阻值随着发射极电流的变化而改变。单结晶体管因有两个基极，故也称为双基极晶体管。其符号如图2(b) 所示。图1 单结晶体管的外形图单结晶体管的等效电路如图2(c)所示，发射极所接P区与N型硅棒形成的PN结等效为二极管D；N型硅棒因掺杂浓度很低而呈现高电阻，二极 管阴极与基极

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单结晶体管的外形图如图1所示。在一个低掺杂的N型硅棒上利用扩散工艺形成一个高掺杂P区，在P区与N区接触面形成PN结，就构成单结晶体管 (UJT)。其结构如图2(a)，P型半导体引出的电极为发射极E；N型半导体的两端引出两个电极，分别为基极B1和基极B2，B1和B2之间的N型区域 可以等效为一个纯电阻，即基区电阻RBB。该电阻的阻值随着发射极电流的变化而改变。单结晶体管因有两个基极，故也称为双基极晶体管。其符号如图2(b) 所示。

图1 单结晶体管的外形图

单结晶体管的等效电路如图2(c)所示，发射极所接P区与N型硅棒形成的PN结等效为二极管D；N型硅棒因掺杂浓度很低而呈现高电阻，二极 管阴极与基极B2之间的等效电阻为rB2，二极管阴极与基极B1之间的等效电阻为rB1；rB1的阻值受E-B1间电压的控制，所以等效为可变电阻。

图2 单结晶体管的结构示意图和等效电路

工作原理和特性曲线

当b1—b2．间加电源VBB，且发射极开路时，A点电位及基极b2的电流为：

式中η称为单结晶体管的分压比，其数值主要与管子的结构有关，一般在0.5～0.9之间。

     

图3 单结晶体管特性曲线的测试

当e一b1电压Ueb1为零或(Ueb1< UA)时，二极管承受反向电压，发射极的电流Ie为二极管的反向电流，记作IEO。

当Ueb1增大，使PN结正向电压大于开启电压时，则IE变为正向电流，从发射极e流向基极b1,此时，空穴浓度很高的P区向电子浓度很低 的硅棒的A—b1区注入非平衡少子；由于半导体材料的电阻与其载流子的浓度紧密相关，注入的载流子使rb1减小；而且rb1的减小，使其压降减小，导致 PN结正向电压增大，IE随之增大，注入的载流子将更多，于是rb1进一步减小；当IE增大到一定程度时，二极管的导通电压将变化不大，此时UEB1。将 因rb1的减小而减小，表现出负阻特性。

负阻特性:是指输入电压增大到某一数值后，输入电流愈大，输入端的等效电阻愈小的特性。

一旦单结晶体管进入负阻工作区域，输入电流IE的增加只受输入回路外部电阻的限制，除非将输入回路开路或将IE减小到很小的数值，否则管子将始终保持导通状态。

单结晶体管的特性曲线

如图3，当 UEB1增大至UP(峰点电压)时，PN结开始正向导通，UP=UA+Uon；UEB1再增大一点，管子就进入负阻区，随着IE增大，rb1减小， UEB1减小，直至UEB1=Uv(谷点电压)。IE=IV谷点电流)，IE再增大，管子进入饱和区。单结晶体管有三个工作区域

单结晶体管的负阻特性广泛应用于定时电路和振荡电路之中。除了单结晶体管外，具有负阻特性的器件还有隧道二极管、A双极型晶体管、负阻场效应管等。

单结晶体管各管脚的判别方法

判断单结晶体管发射极E的方法是：把万用表置于R*100挡或R*1K挡，黑表笔接假设的发射极，红表笔接另外两极，当出现两次低电阻时，黑表笔接的就是单结晶体管的发射极。

单结晶体管B1和B2的判断方法是：把万用表置于R*100挡或R*1K挡，用黑表笔接发射极，红表笔分别接另外两极，两次测量中，电阻大的一次，红表笔接的就是B1极。

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