单结晶体管(双基极二极管)

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发布时间 2009-03-20

单结晶体管的结构

单结晶体管又称为双基极二极管,它的结构如图1所示。在一片高电阻率的N型硅片一侧的两端各引出一个电极,分别称为第一基极B1和第二基极B2。而在硅片是另一侧较靠近B2处制作一个PN结,在P型硅上引出一个电极,称为发射极E。两个基极之间的电阻为RBB,一般在2~15kW之间,RBB一般可分为两段,RBB = RB1+ RB2,RB1是第一基极B1至PN结的电阻;RB2是第一基极B2至PN结的电阻。单结晶体管的符号见图1的右侧。

单结晶体管(双基极二极管) 单结晶体管(双基极二极管)

图1 单结晶体管的结构、符号、等效电路

单结晶体管工作原理

将单结晶体管按图2(a)接于电路之中,观察其特性。首先在两个基极之间加电压UBB,再在发射极E和第一基极B1之间加上电压UE,UE可以用电位器RP进行调节。这样该电路可以改画成图2(b)的形式,单结晶体管可以用一个PN结和二个电阻RB1、RB2组成的等效电路替代。

单结晶体管(双基极二极管)

(a)      (b)

图2 单结晶体管的特性测试电路

当基极间加电压UBB时,RB1上分得的电压为

单结晶体管(双基极二极管)

式中单结晶体管(双基极二极管)称为分压比,与管子结构有关,约在0.5~0.9之间。

2.当UE单结晶体管(双基极二极管)UBBUD时,单结晶体管内在PN结导通,发射极电流IE突然增大。把这个突变点称为峰点P。对应的电压UE和电流IE分别称为峰点电压UP峰点电流IP。显然,峰点电压

Up单结晶体管(双基极二极管)UBBUD

式中UD为单结晶体管中PN结的正向压降,一般取UD=0.7V。

在单结晶体管中PN结导通之后,从发射区(P区)向基压(N区)发射了大量的空穴型载流子,IE增长很快,EB1之间变成低阻导通状态,RB1迅速减小,而EB1之间的电压UE也随着下降。这一段特性曲线的动态电阻单结晶体管(双基极二极管)为负值,因此称为负阻区。而B2的电位高于E的电位,空穴型载流子不会向B2运动,电阻RB2基本上不变。

当发射极电流IE增大到某一数值时,电压UE下降到最低点。特性由线上的这一点称为谷点V。与此点相对应的是谷点电压UV谷点电流IV。此后,当调节RP使发射极电流继续增大时,发射极电压略有上升,但变化不大。谷点右边的这部分特性称为饱和区

综上所述,单结晶体管具有以下特点:

1)当发射极电压等于峰点电压UP时,单结晶体管导通。导通之后,当发射极电压小于谷点电压UV时,单结晶体管就恢复截止。

(2)单结晶体管的峰点电压UP与外加固定电压UBB及其分压比单结晶体管(双基极二极管)有关。而分压比单结晶体管(双基极二极管)是由管子结构决定的,可以看做常数。

对于分压比单结晶体管(双基极二极管)不同的管子,或者外加电压UBB的数值不同时,峰值电压UP也就不同

(3)不同单结晶体管的谷点电压UV和谷点电流IV都不一样。谷点电压大约在2~5V之间。在触发电路中,常选用单结晶体管(双基极二极管)稍大一些、UV低一些和IV大一些的单结管,以增大输出脉冲幅度和移相范围。

单结晶体管(双基极二极管)

图3 单结晶体管的伏安特性曲线

调节RP,使UE从零逐渐增加。当UE比较小时(UE单结晶体管(双基极二极管)UBBUD),单结晶体管内的PN结处于反向偏置,EB1之间不能导通,呈现很大电阻。当UE小时,有一个很小的反向漏电流。随着UE的增高,这个电流逐渐变成一个大约几微安的正向漏电流。这一段在图3所示的曲线中称为截止区,即单结晶体管尚未导通的一段。

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