单结晶体管触发电路课程设计

院系：电信系

班级：08机电4班

姓名：吕长明

 学号：04040804021

指导教师：王梦文

单结晶体管简介和应用

单结晶体管具有大的脉冲电流能力而且电路简单，因此在各种开关应用中，在构成定时电路或触发SCR等方面获得了广泛应用。它的开关特性具有很高的温度稳定性，基本上不随温度而变化。单结晶体管（简称UJT）又称基极二极管，它是一种只有一个PN结和两个电阻接触电极的半导体器件，它的基片为条状的高阻N型硅片，两端分别用欧姆接触引出两个基极b1和b2。在硅片中间略偏b2一侧用合金法制作一个P区作为发射极e。其结构、符号和等效电呼。

单结晶体管电路及原理

利用单结晶体管(又称双基极二极管)的负阻特性和RC的充放电特性，可组成频率可调的自激振荡电路。

V6为单结晶体管，其常用的型号有BT33和BT35两种，由等效电阻V5和C1组成组成RC充电回路，由C1-V6-脉冲变压器组成电容放电回路，调节RP1即可改变C1充电回路中的等效电阻。

 

图11-1 单结晶体管触发电路原理图

工作原理简述如下：

由同步变压器副边输出60V的交流同步电压，经VD1半波整流，再由稳压管V1、

V2进行削波，从而得到梯形波电压，其过零点与电源电压的过零点同步，梯形波通过R7及等效可变电阻V5向电容C1充电，当充电电压达到单结晶体管的峰值电压UP时，单结晶体管V6导通，电容通过脉冲变压器原边放电，脉冲变压器副边输出脉冲。

同时由于放电时间常数很小，C1两端的电压很快下降到单结晶体管的谷点电压Uv，使V6关断，C1再次充电，周而复始，在电容C1两端呈现锯齿波形，在脉冲变压器副边输出尖脉冲。在一个梯形波周期内，V6可能导通、关断多次，但只有输出的第一

个触发脉冲对晶闸管的触发时刻起作用。充电时间常数由电容C1和等效电阻等决定，调节RP1改变C1的充电的时间，控制第一个尖脉冲的出现时刻，实现脉冲的移相控制。单结晶体管触发电路的各点波形如图所示。

电位器RP1已装在面板上，同步信号已在内部接好，所有的测试信号都在面板上引出。

 

图11-2 单结晶体管触发电路各点的电压波形(α=90°)

单结晶体管的外形很象晶体三极管，它也有三个电极，称为发射极e，第一基极b1，第二基极b2，又叫双基极二极管。因为只有一个PN结所以又称为单结晶体管。外形及符号如图(a)、(b)所示。图中发射极箭头指向b1，表示经PN结的电流只流向b1极。单结管的等效电路如图(C)所示，rb1表示e与b1之间的等效电阻，它的阻值受e-b1间电压的控制，所以等效为可变电阻。两个基极之间的电阻用Rbb表示，即：Rbb=Rb1+Rb2，Rb1与Rbb的比值称为分压比h=Rb1/Rbb，h一般在0.3～0.8之间。

单结晶体管的主要参数

　（1）基极间电阻Rbb 发射极开路时，基极b1、b2之间的电阻，一般为2--10千欧，其数值随温度上升而增大。

　（2）分压比η 由管子内部结构决定的常数，一般为0.3--0.85。

　（3）eb1间反向电压Vcb1 b2开路，在额定反向电压Vcb2下，基极b1与发射极e之间的反向耐压。

　（4）反向电流Ieo b1开路，在额定反向电压Vcb2下，eb2间的反向电流。

　（5）发射极饱和压降Veo 在最大发射极额定电流时，eb1间的压降。

（6）峰点电流Ip 单结晶体管刚开始导通时，发射极电压为峰点电压时的发射极电流

单结晶体管具有大的脉冲电流能力而且电路简单，因此在各种开关应用中，在构成定时电路或触发SCR等方面获得了广泛应用。它的开关特性具有很高的温度稳定性，基本上不随温度而变化。

本电路为单结晶体管触发点路。

V1—V5，R1组成桥式整流削波电路，为后续电路提供与焦炉电压同时过零（同步）的梯形波电压。

V6，R2—R4及C组成单结晶体管震荡电路，由R4输出所需要的脉冲信号触发晶闸管。

R2，RP及C组成RC充电电路，当C两端的电压达到V6的峰值电压VP时，单结晶体管导通；C和E-B1间形成放电回路，在R4的上形成脉冲电压，当C两端的电压随着放电电压下降到谷点电压UV时，单结晶体管截至，R4上的电压为零，完成一次震荡。

所需挂件及附件

单结晶体管的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。

 

第二篇：单结晶体管触发电路

   单结晶体管触发电路

一、实训目的

(1) 熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及电路中各元件的作用。

(2) 掌握单结晶体管触发电路的调试步骤与方法。

(3) 熟悉与掌握单结晶体管触发电路各主要点的波形测量与分析。

(4) 熟悉单结晶体管触发电路故障的分析与处理。

二、实训所需挂件及附件

三、实训线路及原理

利用单结晶体管(又称双基极二极管)的负阻特性和RC的充放电特性，可组成频率可调的自激振荡电路，如图2-1所示。

图中V6为单结晶体管，其常用的型号有BT33和BT35两种，由等效电阻V5和C1组成组成RC充电回路，由C1-V6-脉冲变压器组成电容放电回路，调节RP1即可改变C1充电回路中的等效电阻。

 

图11-1 单结晶体管触发电路原理图

工作原理简述如下：

由同步变压器副边输出60V的交流同步电压，经VD1半波整流，再由稳压管V1、V2进行削波，从而得到梯形波电压，其过零点与电源电压的过零点同步，梯形波通过R7及等效可变电阻V5向电容C1充电，当充电电压达到单结晶体管的峰值电压UP时，单结晶体管V6导通，电容通过脉冲变压器原边放电，脉冲变压器副边输出脉冲。

同时由于放电时间常数很小，C1两端的电压很快下降到单结晶体管的谷点电压Uv，使V6关断，C1再次充电，周而复始，在电容C1两端呈现锯齿波形，在脉冲变压器副边输出尖脉冲。在一个梯形波周期内，V6可能导通、关断多次，但只有输出的第一

个触发脉冲对晶闸管的触发时刻起作用。充电时间常数由电容C1和等效电阻等决定，调节RP1改变C1的充电的时间，控制第一个尖脉冲的出现时刻，实现脉冲的移相控制。单结晶体管触发电路的各点波形如图2-2所示。

电位器RP1已装在面板上，同步信号已在内部接好，所有的测试信号都在面板上引出。

 

图11-2 单结晶体管触发电路各点的电压波形(α=90°)

四、实训方法

(1) 单结晶体管触发电路的观测

用两根导线将PDX电源控制屏的220V交流电压接到PDC-13的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开PDC-13电源开关，这时挂件中所有的触发电路都开始工作，用双踪示波器观察单结晶体管触发电路经半波整流后“1”点的波形，经稳压管削波得到“3”点的波形，调节移相电位器RP1，观察“4”点锯齿波的周期变化及“5”点的触发脉冲波形；最后用导线将“G”、“K”接到PDC-11上任一个晶闸管上，观测输出的“G、K”触发电压波形，其能否在30°～170°范围内移相?

(2) 单结晶体管触发电路各点波形的记录

当α＝30^o、60^o、90^o、120^o时，将单结晶体管触发电路的各观测点波形描绘下来，并与图2-2的各波形进行比较。

五、实训报告

(1) 画出α=60°时，单结晶体管触发电路各点输出的波形及其幅值。

(2) 对故障现象作出书面分析。

六、注意事项

(1) 实训时必须注意人身安全，杜绝触电事故发生。接线与拆线必须在断电的情况下进行。

(2) 实训时必须注意实训设备的安全，接线完成后必须进行检查，待接线正确之后方可进行实训。

(3) 双踪示波器有两个探头，可同时观测两路信号，但这两探头的地线都与示波器的外壳相连，所以两个探头的地线不能同时接在同一电路的不同电位的两个点上，否则这两点会通过示波器外壳发生电气短路。为此，为了保证测量的顺利进行，可将其中一根探头的地线取下或外包绝缘，只使用其中一路的地线，这样从根本上解决了这个问题。当需要同时观察两个信号时，必须在被测电路上找到这两个信号的公共点，将探头的地线接于此处，探头各接至被测信号，只有这样才能在示波器上同时观察到两个信号，而不发生意外。