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UJT晶体管

[ 浏览次数:约7次 ] 发布日期:2024-11-20

  什么是UJT晶体管

  UJT晶体管,全称为单结晶体管(Unijunction Transistor),是一种具有独特特性的三端半导体器件。它因其简单的结构和特定的电特性而在电子电路中广泛应用,特别是在触发电路、振荡器和脉冲发生器等方面。

  UJT的核心特征在于其只有一个PN结和两个基极(Base1和Base2),这与传统的双极性晶体管(BJT)有所不同。UJT的结构由一条轻掺杂的N型硅棒构成,在其上通过合金化技术嵌入一个重掺杂的P型区域,形成发射极(Emitter)。三端分别命名为发射极(E)、基极1(B1)和基极2(B2)。当发射极开路时,B1和B2之间的电阻称为基极间电阻(Rbb),这个电阻值通常在几千欧范围内。

  UJT的工作原理基于其独特的负阻特性。当施加电压时,发射极电流会随着电压的增加而增加,直到达到一个阈值电压(峰值电压,Vp)。在这个点上,PN结变为正向偏置,导致大量载流子注入,从而使发射极到B1区域的电阻急剧下降,进入负阻区。这种负阻特性使得UJT非常适合用于张弛振荡器和触发电路中。

  UJT的典型应用包括触发晶闸管(SCR)和三端双向可控硅(TRIAC)、生成锯齿波、速度控制电路以及过电压检测等。其低成本、低功耗和高可靠性使其在许多电子设备中得到了广泛应用。

  总之,UJT晶体管是一种具有独特负阻特性的半导体器件,广泛应用于各类电子电路中,尤其在触发电路和振荡器方面表现出色。其简单而有效的结构和特性使其成为电子工程师们常用的重要元件之一。

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目录
分类
工作原理
作用
特点
应用
如何选型

  UJT晶体管分类

  UJT(单结晶体管)是一种特殊的三端子半导体元件,其独特之处在于它只有一个PN结。UJT的三个端子分别是发射极(E)、基极一(B1)和基极二(B2)。这种晶体管在结构上相对简单,但在功能上却有着广泛的应用,特别是在振荡器和触发控制电路中。

  UJT的基本结构和工作原理

  UJT的基极通常是由棒状的、轻掺杂的N型硅质半导体构成,两端分别以欧姆接触连出B1和B2两个基极端子。当射极开路时,B1和B2之间的电阻值称为基极间电阻。工作时,两个基极给与偏压,当射极的电压高于射极所在的基极分压点上的电压加上二极管的导通电压时,射极开始导通。由于基极只有轻掺杂,导通后对基极区域产生的作用,使电阻下降,而更有利于导通,因而产生负电阻效应。

  UJT的类型

  尽管UJT的结构相对简单,但它可以根据不同的参数和应用场景进行分类。以下是一些常见的UJT类型:

  基本UJT:这是最常见的UJT类型,具有一个PN结和三个端子。典型的型号包括2N2646和东芝的2SH21。

  可编程化单结晶体管(PUT):PUT的内部构造实际上是一种具有四层半导体的闸流体,与UJT并不完全相同,但具有类似的功能。PUT的三个端子是阳极(Anode, A)、阴极(Cathode, K)和闸极(Gate, G)。当阳极的电压超过闸极时发生导通,因此,借由改变闸极的电压,可以改变阳极的触发电压。典型的PUT型号包括2N6027和日本NEC的N13T-1(GE的D13T-1)。

  UJT的应用

  UJT在1960年代至1970年代非常流行,特别是在业余爱好者的电子电路中,因为它可以用很简单的线路实现弛张振荡器(例如方波振荡器)。然而,随着集成电路的普及,更多的应用转而使用555定时器IC。除了作弛张振荡器之外,UJT和PUT的另一主要用途是作为闸流体的触发控制。

  UJT的发展和现状

  尽管UJT在现代电子电路中的应用有所减少,但它仍然是一个重要的教学工具和历史遗产。它的简单结构和独特的负电阻效应使其成为一个经典的半导体器件案例。在某些特殊应用中,UJT仍然具有不可替代的优势。

  总的来说,UJT晶体管虽然种类不多,但其独特的特性和广泛的应用使其在半导体器件的发展史上占据了重要地位。无论是作为一种基础的教学工具,还是在某些特定的应用场景中,UJT都展现出了其独特的价值。


  UJT晶体管工作原理

  UJT晶体管(Unipolar Junction Transistor),即单结晶体管,是一种具有一个PN结和两个电阻接触电极的半导体器件。其工作原理基于其独特的结构和特性,广泛应用于振荡器、触发电路、锯齿发生器等多种电子电路中。

  结构与基本原理

  UJT晶体管的结构由一条高阻N型硅片构成,在硅片的两端分别引出两个基极(b1和b2),而在硅片中间略偏b2一侧用合金法制作一个P区作为发射极(e)。这种结构使得UJT晶体管在工作时表现出独特的电气特性。

  工作原理

  UJT晶体管的工作原理可以通过以下几个关键点来理解:

  基极电阻与分压比

  基极电阻rbb由两个部分组成:rb1和rb2。其中,rb1是第一基极(b1)与发射结之间的电阻,rb2是第二基极(b2)与发射结之间的电阻。

  分压比η = rb1 / rbb,这个比率通常在0.3到0.85之间,决定了发射极电压的分压情况。

  发射极电压与导通条件

  当在两个基极之间施加正电压Vbb时,A点的电压VA可以通过分压比计算得出:VA = ηVbb。

  发射极电压Ve如果小于ηVbb,发射结处于反向偏置状态,晶体管处于截止状态,仅有很小的漏电流。

  当Ve ≥ ηVbb + VD(VD为PN结的正向压降,约0.7V),PN结正向导通,发射极电流Ie显著增加,rb1迅速减小,Ve相应下降,表现出负阻特性。

  负阻特性

  负阻特性是指随着电流的增加,电压反而下降的现象。这是UJT晶体管的重要特性之一,使其在振荡器电路中非常有用。

  当Ve达到峰值电压Vp时,晶体管导通,rb1迅速减小,Ie增加,Ve下降。

  当Ve降到谷点电压Vv时,晶体管进入饱和区,Ie不再显著增加,此时Vv是维持导通的最小发射极电压。

  截止与导通转换

  当发射极电流Ie增加到某一数值时,Ve下降到谷点电压Vv,此后Ie缓慢增加,晶体管进入饱和区。

  如果Ve < Vv,晶体管重新截止,恢复到初始状态。

  应用与特性

  UJT晶体管的负阻特性和简单的结构使其在多种应用中表现出色。常见的应用包括:

  振荡器:利用负阻特性,UJT晶体管可以产生稳定的振荡信号。

  触发电路:在触发电路中,UJT晶体管可以用来触发其他电子元件,如可控硅等。

  锯齿发生器:利用其导通和截止特性,可以生成锯齿波形。

  过电压检测器:通过检测发射极电压的变化,可以实现过电压保护功能。

  总之,UJT晶体管的工作原理基于其独特的结构和电气特性,特别是负阻特性,使其在各种电子电路中具有广泛的应用价值。通过对基极电阻、分压比和发射极电压的控制,可以实现对UJT晶体管导通和截止状态的精确控制,从而实现各种复杂的电子功能。


  UJT晶体管作用

  UJT晶体管(单结晶体管)是一种具有独特结构和特性的半导体器件,在电子电路中有广泛的应用。其主要作用包括振荡器、触发电路、锯齿发生器、双稳态网络、脉冲和电压传感电路、UJT张弛振荡器和过电压检测器等。

  首先,UJT晶体管在振荡器电路中非常有用。由于其具有负电阻特性,当正电源提供给UJT晶体管的两个基极端子时,会发生电位降,电流从发射极端流向基极。一旦发射极的电压增加一个二极管电压,就会超过发生P型材料扩散的电压,从而允许发射极和B2之间的电阻减小,因此UJT的电导率提高。这种特性使得UJT晶体管在振荡器电路中能够产生稳定的振荡信号。

  其次,UJT晶体管在触发电路中也有重要应用。其独特的负电阻特性使得它能够在特定条件下导通,从而触发其他电路元件。例如,在锯齿发生器中,UJT晶体管可以通过控制发射极电压来产生锯齿波形,这种波形在示波器和其他测试设备中非常有用。

  此外,UJT晶体管在双稳态网络中也有广泛应用。双稳态网络是一种能够保持两种稳定状态的电路,UJT晶体管的负电阻特性使得它能够在这两种状态之间切换,从而实现记忆和存储功能。

  在脉冲和电压传感电路中,UJT晶体管的负电阻特性也得到了充分利用。通过调节发射极电压,可以控制UJT晶体管的导通和截止状态,从而实现对脉冲信号和电压的检测和处理。

  UJT晶体管还可以用作过电压检测器。当电路中的电压超过一定阈值时,UJT晶体管会导通,从而触发保护电路,防止过电压对其他电子元件造成损害。

  总之,UJT晶体管因其独特的结构和负电阻特性,在电子电路中有广泛的应用。其在振荡器、触发电路、锯齿发生器、双稳态网络、脉冲和电压传感电路以及过电压检测器等方面的作用,使其成为电子工程中不可或缺的重要元件。


  UJT晶体管特点

  UJT晶体管(单结晶体管)是一种具有独特特性和广泛应用的半导体器件。其主要特点包括以下几个方面:

  结构特点

  UJT晶体管的结构相对简单,但它具有独特的功能。它由一条高阻N型硅片构成,两端分别引出两个基极(b1和b2),而在硅片中间略偏b2一侧用合金法制作一个P区作为发射极(e)。这种结构使得UJT晶体管在电子电路中具有重要的应用价值。由于只有一个PN结和两个电阻接触电极,UJT晶体管的制造成本较低,且易于集成到各种电子设备中。

  工作原理

  UJT晶体管的工作原理基于其独特的结构。当发射结连接到正向偏压时,UJT晶体管开始工作。在正常工作条件下,UJT晶体管的低功率吸收装置使其具有低成本和优良特性。一旦UJT晶体管被打开,它允许发射极电流增加,直到它通过发射极端子的电源受到限制。UJT晶体管也可以用作振荡器,因为它具有负电阻特性。

  负阻特性

  UJT晶体管的一个重要特性是其负阻特性。当发射极电压增加到一定程度时,发射极和基极之间的电阻迅速减小,导致电流急剧增加。这种特性使得UJT晶体管在振荡器电路中非常有用。负阻特性还使得UJT晶体管在触发电路、锯齿发生器、双稳态网络、脉冲和电压传感电路、UJT张弛振荡器和过电压检测器等应用中表现出色。

  应用广泛

  由于其独特的特性和低成本,UJT晶体管在电子电路中有广泛的应用。例如,它可以用于振荡器、触发电路、锯齿发生器、双稳态网络、脉冲和电压传感电路、UJT张弛振荡器和过电压检测器等。特别是在自激振荡电路中,UJT晶体管能够通过其负阻特性实现稳定的振荡输出。

  低成本和高效率

  UJT晶体管的另一个显著特点是其低成本和高效率。由于其简单的结构和低功率消耗,UJT晶体管在大规模生产和应用中具有显著的成本优势。此外,其高效的电流放大和电压放大能力也使得它在各种电子设备中得到了广泛应用。

  温度稳定性

  UJT晶体管的基极间电阻(Rbb)会随着温度的上升而增大。这一特性使得UJT晶体管在不同温度条件下仍能保持较好的工作性能。此外,分压比(η)也是一个由管子内部结构决定的常数,一般在0.3到0.85之间,这也为其在不同应用场景中的稳定工作提供了保障。

  综上所述,UJT晶体管以其独特的结构、负阻特性、广泛的应用领域、低成本和高效率等特点,在电子电路中占据了重要地位。其多样化的应用和稳定的性能使其成为现代电子技术中不可或缺的一部分。


  UJT晶体管应用

  UJT(单结晶体管)晶体管在电子学领域中具有独特的位置,因其特殊的结构和性能,在多种应用中发挥重要作用。UJT晶体管的核心特点是其负电阻特性,这使得它在振荡器、触发电路、锯齿发生器、双稳态网络、脉冲和电压传感电路等方面有着广泛的应用。

  首先,UJT晶体管在振荡器电路中表现出色。由于其负电阻特性,UJT可以用来构建弛豫振荡器。这种振荡器通过充放电过程产生周期性波形信号。当正向偏置电压施加到UJT时,其底极区域会发生弛豫过程,从而导致输出端产生周期性脉冲信号。这种振荡器电路在频率调谐、计时器和触发器等领域具有广泛的应用。例如,在无线电通信系统中,UJT弛豫振荡器可以用于实现频率调谐电路,提供稳定的频率信号。

  其次,UJT晶体管在触发电路中也有重要应用。由于其能够在特定电压条件下迅速导通,UJT非常适合用于触发其他电子元件,如晶闸管(SCR)。在相控应用中,UJT可以用来精确控制晶闸管的导通时刻,从而实现对交流电路的精确控制。这种应用在电机速度控制、灯光调节和加热系统控制中非常常见。

  此外,UJT晶体管在锯齿发生器中也有广泛应用。锯齿波形在电子学中用于扫描、调制和信号处理等多种场合。UJT的负电阻特性使其能够产生稳定的锯齿波形,广泛应用于示波器、电视和雷达系统中。

  UJT晶体管还在双稳态网络中发挥重要作用。双稳态网络是一种记忆电路,能够在两个稳定状态之间切换。UJT的负电阻特性使其能够实现快速、可靠的切换,广泛应用于数字电路和存储器设计中。

  最后,UJT晶体管在脉冲和电压传感电路中也有重要应用。由于其能够在特定电压条件下导通,UJT可以用来检测电压变化,并触发相应的动作。这种特性使UJT在过电压检测、电池监控和安全系统中有广泛应用。

  总之,UJT晶体管凭借其独特的负电阻特性和结构,在电子学领域中具有广泛的应用。无论是振荡器、触发电路、锯齿发生器、双稳态网络还是脉冲和电压传感电路,UJT晶体管都能发挥其独特的优势,为各种电子系统提供可靠、高效的解决方案。随着科技的不断进步,UJT晶体管的应用领域将会更加广阔,为电子工程的发展带来更多创新和可能性。


  UJT晶体管如何选型?

  UJT(Unijunction Transistor)晶体管,即单结晶体管,是一种具有独特特性的三端半导体器件。由于其独特的负阻特性和简单的结构,UJT在振荡器、触发电路、锯齿波发生器等领域有着广泛的应用。本文将详细介绍UJT晶体管的选型方法,并列举一些常见的型号。

  一、UJT晶体管的基本特性

  UJT晶体管的主要特性包括:

  基极间电阻(Rbb):这是发射极开路时,基极b1和b2之间的电阻。一般在2-10千欧之间。

  分压比(η):这是基极b1与发射极之间的电阻(rb1)与基极间电阻(rbb)的比值,通常在0.3到0.85之间。

  负阻特性:当发射极电压超过某一阈值时,发射极电流会显著增加,同时发射极电压会下降,表现出负阻特性。

  峰点电流(Ip):这是单结晶体管刚开始导通时的发射极电流。

  二、UJT晶体管的选型参数

  在选型UJT晶体管时,需要考虑以下几个关键参数:

  基极间电阻(Rbb):这个参数直接影响UJT的分压比。不同的应用可能需要不同大小的基极间电阻。

  分压比(η):这个参数决定了UJT的导通特性。一般来说,η值越大,UJT的导通电压越高。

  峰点电流(Ip):这个参数决定了UJT的导通能力。对于需要高电流驱动的应用,选择Ip较大的UJT更为合适。

  反向电流(Ieo):这是发射极开路时的漏电流。一般来说,Ieo越小,UJT的性能越好。

  工作电压范围:不同的UJT晶体管有不同的工作电压范围,选择时应确保其能够满足电路的设计需求。

  三、常见UJT晶体管型号

  以下是几种常见的UJT晶体管型号及其主要参数:

  2N2646

  基极间电阻(Rbb):4-10 kΩ

  分压比(η):0.51-0.82

  峰点电流(Ip):2 mA

  反向电流(Ieo):≤ 10 μA

  工作电压范围:0-30 V

  2N6027

  基极间电阻(Rbb):2-10 kΩ

  分压比(η):0.5-0.8

  峰点电流(Ip):5 mA

  反向电流(Ieo):≤ 5 μA

  工作电压范围:0-40 V

  2SH21

  基极间电阻(Rbb):3-10 kΩ

  分压比(η):0.5-0.85

  峰点电流(Ip):10 mA

  反向电流(Ieo):≤ 20 μA

  工作电压范围:0-30 V

  PUT10

  基极间电阻(Rbb):2-8 kΩ

  分压比(η):0.4-0.8

  峰点电流(Ip):10 mA

  反向电流(Ieo):≤ 10 μA

  工作电压范围:0-35 V

  四、选型步骤

  确定应用需求:首先明确UJT晶体管的应用场景和具体需求,例如是否用于振荡器、触发电路等。

  选择合适的基极间电阻(Rbb):根据电路设计的需求,选择合适的基极间电阻。一般来说,Rbb越大,η值越大。

  考虑分压比(η):根据应用需求,选择合适的分压比。η值越大,UJT的导通电压越高。

  评估峰点电流(Ip):根据所需驱动的负载大小,选择合适的峰点电流。Ip越大,UJT的驱动能力越强。

  检查反向电流(Ieo):尽量选择反向电流较小的UJT,以提高电路的性能。

  确认工作电压范围:确保所选UJT的工作电压范围能够满足电路设计的要求。

  五、总结

  UJT晶体管作为一种具有独特负阻特性的半导体器件,在许多电子电路中都有着广泛的应用。通过了解其基本特性和关键参数,并结合具体的应用需求,可以选择最适合的UJT晶体管型号。常见的UJT型号如2N2646、2N6027、2SH21和PUT10等,各有其特点和适用范围。希望本文的选型指南能够帮助您更好地选择和应用UJT晶体管。


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