程控單結晶體管

因為程控單結晶體管的觸發(fā)靈敏度很高，所以在開路時只要門極上有感應電壓，也能使A、K導通。為此可參照上圖所示電路，預先給A、G之間加一根短路線，強迫器件關斷。這時將萬用表置于R×1檔，黑表筆接A極，紅表筆接K極，讀數應為無窮大。然后斷開短路線，用手指觸摸G極，利用人體感應電壓使管子導通，A、K之間的電阻值應降成幾歐姆。由此證明管子已被觸發(fā)。否則說明管子已損壞。

程控單結晶體管具有參數可調、觸發(fā)靈敏度高、漏電流小、脈沖上升時間快(約60ns)、輸出功率較大等優(yōu)點，不僅能構成可控制脈沖波或鋸齒波發(fā)生器、過壓保護器、長延時器，還能觸發(fā)晶閘管及大功率晶體管。

?它屬于PNPN四層、三端、具有負阻特性的半導體器件。三個引出端分別是陽極A，陰極K，門極G。門極是從靠近陽極的N型半導體上引出①。PUT等效于由PNP硅管T1和NPN硅管T2構成的互補晶體管。當VA>VG+0.7V(0.7V是T1的發(fā)射結正向壓降VEB)時，T1導通，IC1↑，使T2導通，IC2↑，這就進一步促使T1導通，形成正反饋，導致A-K間電阻急劇下降，呈現負阻特性。

單結晶體管具有大的脈沖電流能力而且電路簡單，因此在各種開關應用中，在構成定時電路或觸發(fā)SCR等方面獲得了廣泛應用。它的開關特性具有很高的溫度穩(wěn)定性，基本上不隨溫度而變化。

圖4所示為單結晶體管組成的振蕩電路。所謂振蕩，是指在沒有輸入信號的情況下，電路輸出一定頻率、一定幅值的電壓或電流信號。當合閘通電時，電容C上的電壓為零，管予截止，電源VBB通過電阻R對C充電，隨時間增長電容上電壓uC逐漸增大；一旦UEB1增大到峰點電壓UP后，管子進入負阻區(qū)，輸入端等效電阻急劇減小，使C通過管子的輸入回路迅速放電，iE隨之迅速減小，當UEB1減小到谷點電壓Uv后，管子截止；電容又開始充電。上述過程循環(huán)往返，只有當斷電時才會停止，因而產生振蕩。由于充電時間常數遠大于放電時間常數，當穩(wěn)定振蕩時，電容上電壓的波形如圖4(b)所示。

圖4單結晶體管組成的振蕩電路及波形

為了提高使用可靠性，在使用過程中應注意以下問題：

（1）在第二基極B2上串聯1個限流電阻R2，限制單結管的峰值功率

（2）電路中的CT或VP（峰值電壓）較大時，CT上應串聯一個保護電阻，以保護發(fā)射極B1不受到電損傷。例如：電容CT大于10μF或VP大于30V時就應適當串電阻，這個附加電阻的阻值至少應取每微法CT串1Ω電阻。否則，較大的電容器放電電流會逐漸損傷單結管的EB1結，使振蕩器的振蕩頻率或單穩(wěn)電路的定時寬度隨著時間的增長而逐漸發(fā)生變化。

（3）在某些應用中，用一只二極管與單結管的基極B2或發(fā)射極E相串聯，這樣可改善溫度穩(wěn)定性及減小電源電壓變化的影響

（4）單結管和硅可控整流器的抗輻照特性很差，不宜在輻照環(huán)境中使用。

單結晶體管（簡稱UJT）又稱基極二極管，它是一種只有一個PN結和兩個電阻接觸電極的半導體器件，它的基片為條狀的高阻N型硅片，兩端分別用歐姆接觸引出兩個基極b1和b2。在硅片中間略偏b2一側用合金法制作一個P區(qū)作為發(fā)射極e。其結構、符號和等效電呼如圖所示。

為了說明它的工作原理，我們單獨畫出單結晶體管張弛振蕩器的電路(圖1)。它是由單結晶體管和RC充放電電路組成的。合上電源開關S后，電源UBB經電位器RP向電容器C充電，電容器上的電壓UC按指數規(guī)律上升。當UC上升到單結晶體管的峰點電壓UP時，單結晶體管突然導通，基區(qū)電阻RB1急劇減小，電容器C通過PN結向電阻R1迅速放電，使R1兩端電壓Ug發(fā)生一個正跳變，形成陡峭的脈沖前沿〔圖8(b)〕。隨著電容器C的放電，UE按指數規(guī)律下降，直到低于谷點電壓UV時單結晶體管截止。這樣，在R1兩端輸出的是尖頂觸發(fā)脈沖。此時，電源UBB又開始給電容器C充電，進入第二個充放電過程。這樣周而復始，電路中進行著周期性的振蕩。調節(jié)RP可以改變振蕩周期。

為了實現整流電路輸出電壓“可控”，必須使晶閘管承受正向電壓的每半個周期內，觸發(fā)電路發(fā)出第一個觸發(fā)脈沖的時刻都相同，這種相互配合的工作方式，稱為觸發(fā)脈沖與電源同步。

怎樣才能做到同步呢?大家再看調壓器的電路圖(圖1)。請注意，在這里單結晶體管張弛振蕩器的電源是取自橋式整流電路輸出的全波脈沖直流電壓。在晶閘管沒有導通時，張弛振蕩器的電容器C被電源充電，UC按指數規(guī)律上升到峰點電壓UP時，單結晶體管VT導通，在VS導通期間，負載RL上有交流電壓和電流，與此同時，導通的VS兩端電壓降很小，迫使張弛振蕩器停止工作。當交流電壓過零瞬間，晶閘管VS被迫關斷，張弛振蕩器得電，又開始給電容器C充電，重復以上過程。這樣，每次交流電壓過零后，張弛振蕩器發(fā)出第一個觸發(fā)脈沖的時刻都相同，這個時刻取決于RP的阻值和C的電容量。調節(jié)RP的阻值，就可以改變電容器C的充電時間，也就改變了第一個Ug發(fā)出的時刻，相應地改變了晶閘管的控制角，使負載RL上輸出電壓的平均值發(fā)生變化，達到調壓的目的。

雙向晶閘管的T1和T2不能互換。否則會損壞管子和相關的控制電路