單結晶體管是一種 3 端子半導體器件，與 BJT 不同，它只有一個 pn

結。它基本上設計用作單級振蕩器電路，用于生成適合數字電路應用的脈沖信號。

單結晶體管應用領域

以下是單結晶體管廣泛使用的主要應用領域。

觸發電路

振蕩器電路

電壓/電流調節電源。

基于定時器的電路，

鋸齒發電機，

相位控制電路

雙穩態網絡

主要特點

易于訪問且便宜：UJT的便宜價格和易于獲得以及一些特殊功能導致該設備在許多電子應用中得到廣泛實施。

低功耗：由于其在正常工作條件下的低功耗特性，該設備被認為是不斷努力開發合理高效設備的令人難以置信的突破。

高度穩定、可靠的工作：當用作振蕩器或延遲觸發電路時，UJT具有極高的可靠性和極其精確的輸出響應。

單結晶體管基本結構

圖 #1

UJT是一種三端子半導體器件，其結構簡單，如上圖所示。

在這種結構中，一塊輕度摻雜的n型硅材料（具有增加的電阻特性）提供了一對連接到一個表面兩端的基座觸點，并在相對的后表面上提供了合金鋁棒。

器件的p-n結在鋁棒和n型硅塊的邊界上創建。

這種如此形成的單p-n結是設備名稱“單結”的原因。該器件最初被稱為雙（雙）基極二極管，因為存在一對基極觸點。

請注意，在上圖中，鋁棒在硅塊上熔斷/合并的位置比基座 2 觸點更靠近基座 1 觸點的位置，并且基座 2 端子相對于基座 1 端子也已通過 VBB

伏特變為正極。這些方面如何影響UJT的工作將在以下部分中顯而易見

符號表示

下圖顯示了單結晶體管的符號表示。

圖 #2

觀察發射器端子與直線成一定角度，該直線描繪了n型材料塊。可以看到箭頭指向典型電流（孔）流的方向，而單結器件處于正向偏置、觸發或導通狀態。

單結晶體管等效電路

圖 #3

等效的UJT電路可以在上圖中看到。我們可以發現這個等效電路看起來相對簡單，它包括幾個電阻（一個固定電阻，一個可調電阻）和一個單獨的二極管。

電阻RB1顯示為可調電阻，考慮到其值將隨著電流IE的變化而變化。實際上，在任何代表單結的晶體管中，對于IE從1到5 =

μA的任何等效變化，RB50可能會從0 kΩ波動到50 Ω。基座間電阻 RBB 表示當 IE = 1 時端子 B2 和 B0

之間的器件電阻。在公式中是，

RBB = （RB1 + RB2）|IE = 0

RBB 的范圍通常在 4 和 10 k 之間。如圖所示的鋁棒位置提供了IE = 1時RB2，RB0的相對大小。我們可以使用分壓定律估計 VRB1

的值（當 IE = 0 時），如下所示：

VRB1 = （RB1 x VBB） / （RB1 + RB2） = ηVBB （IE = 0）

希臘字母η（eta）被稱為單結晶體管器件的固有關斷比，由下式定義：

η = RB1 / （RB1 + RB2）（IE = 0） = RB1 / RBB

對于指示的發射極電壓（VE）高于VRB1（ = ηVBB），二極管的正向壓降VD（0.35→0.70 V），二極管將被觸發ON。

理想情況下，我們可以假設短路條件，這樣IE將開始通過RB1傳導。通過公式，發射極的觸發電壓電平可以表示為：

VP = ηVBB + VD

主要特點及工作原理

VBB = 10 V時代表性單結晶體管的特性如下圖所示。

圖 #4

我們可以看到，對于峰值點左側指示的發射極電位，IE值永遠不會超過IEO（以微安為單位）。目前的IEO或多或少遵循傳統雙極晶體管的反向漏電流ICO。

這個區域被稱為截止區域，如圖所示。

一旦在VE = VP處實現導通，發射極電位VE就會隨著IE電位的增加而降低，這與增加電流IE的電阻RB1減小完全一致，如前所述。

上述特性為單結晶體管提供了具有高度穩定的負電阻區域，使器件能夠工作并以極高的可靠性進行應用。

在上述過程中，可以預期最終達到谷點，任何超出此范圍的IE增加都會導致設備進入飽和區域。

圖#3顯示了同一區域中具有相似特性方法的二極管等效電路。

器件在有源區域的電阻值下降是由于一旦器件發生點火，p型鋁棒就會向n型塊中注入孔。這導致n型截面上的空穴數量增加，自由電子數增加，導致器件上的導電性（G）增強，其電阻等效降低（R

↓ = 1 / G ↑）

重要參數

您會發現與單結晶體管相關的三個附加重要參數，即IP，VV和IV。所有這些都在圖 #4 中表示。

這些實際上很容易理解。通常存在的發射器特性可以從下面的圖#5中了解到。

圖 #5

在這里，我們可以觀察到IEO（μA）不明顯，因為水平刻度以毫安為單位進行校準。與縱軸相交的每一條曲線都是VP的相應結果。對于 η 和 VD

的常量值，VP 值根據 VBB 變化，公式如下：

單結晶體管數據表

UJT的標準技術規格范圍可以從下面的圖#5中了解。

UJT 引腳排列詳細信息

引腳排列詳細信息也包含在上述數據表中。請注意，基極 B1 和 B2 彼此相對，而發射極引腳 E 位于這兩者之間的中心。

此外，應該與更高電源電平連接的基座引腳位于封裝環上的分支附近。

如何使用 UJT 觸發 SCR

UJT的一個相對流行的應用是觸發功率器件，如SCR。下圖#6描述了此類觸發電路的基本組件。

圖 #6：使用 UJT 觸發 SCR

圖 #7：用于觸發外部設備（如 SCR）的 UJT 負載線

主要定時元件由R1和C組成，而R2則像輸出觸發電壓的下拉電阻一樣工作。

如何計算 R1

必須計算電阻R1，以確保R1定義的負載線在負電阻區域內通過器件的特性，即向峰值點的右側移動，但向谷點的左側移動，如圖#7所示。

如果負載線無法穿過峰值點的右側，則單結設備無法啟動。

一旦我們考慮了IR1 = IP和VE = VP的峰值點，就可以確定保證開關開啟條件的R1公式。等式IR1 =

IP看起來合乎邏輯，因為此時電容器的充電電流為零。這意味著，在這個特定點的電容器正在通過充電過渡到放電狀態。

因此，對于上述條件，我們可以這樣寫：

或者，為了保證完全關閉 SCR：

R1 》 （V - Vv） / Iv

這意味著電阻R1的選擇范圍必須如下所述：

（V - Vv） / IV 《 R1 《 （V - Vp） / IP

如何計算 R2

電阻R2必須足夠小，以確保當IE?2 A時，R2兩端的電壓VR0不會錯誤觸發SCR。為此，必須按照以下公式計算VR2：

VR2 ? R2V / （R2 + RBB） （當 IE ? 0 時）

電容提供觸發脈沖之間的時間延遲，并決定每個脈沖的長度。

如何計算 C

參考下圖，一旦電路通電，等于VC的電壓VE將通過時間常數τ = R1C開始向電壓VV充電。

圖 #8

確定UJT網絡中C充電周期的一般公式為：

vc = Vv + （V - Vv）（ 1 -e-噸/R1C）

通過我們之前的計算，我們已經知道在電容器的上述充電期間R2上的電壓。現在，當 vc = vE = Vp 時，UJT

器件將進入開關導通狀態，導致電容器通過 RB1 和 R2 放電，其速率取決于時間常數：

τ = （RB1 + R2）C

以下公式可用于計算放電時間，當

vc = vE

風險投資?虛擬聚乙烯-噸/（RB1 + R2）C

由于RB1，這個方程變得有點復雜，隨著發射極電流的增加，RB1的值會下降，以及電路中的其他方面，如R《》和V，這也會影響C的整體放電率。

盡管如此，如果我們參考上圖#8（b）給出的等效電路，通常R1和RB2的值可以使得用于電容C周圍配置的戴維寧網絡可能受到R1，RB2電阻的輕微影響。雖然電壓V看起來相當大，但輔助戴維寧電壓的電阻分壓器通常可以忽略和消除，如下面的簡化等效圖所示：

因此，上面的簡化版本有助于我們得到以下公式，當VR2處于峰值時，電容器C的放電相位。

VR2 ? R2（Vp - 0.7） / R2 + RB1