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单结晶体管 (UJT)

单结晶体管: 尽管单结晶体管不是晶闸管,但该器件可以通过基极 B1 处的脉冲触发更大的晶闸管。 单结晶体管 由一根 N 型硅棒组成,中间有 P 型连接。见图(a)。钢筋末端的连接称为底座 B1 和 B2; P型中点是发射极。在发射极断开的情况下,总电阻 RBBO(数据表项)是 RB1 和 RB2 的总和,如图 (b) 所示。不同设备类型的 RBBO 范围为 4-12kΩ。固有间距比 η 是 RB1 与 RBBO 的比值。对于不同的设备,它从 0.4 到 0.8 不等。示意图符号为图(c)

单结晶体管:(a) 结构,(b) 模型,(c) 符号

单结发射极电流与电压特性曲线(下图(a))表明,随着 VE 的增加,电流 IE 在峰值点增加 IP。超过峰值点后,电流随着负阻区域中的电压降低而增加。电压在谷点处达到最小值。 RB1的电阻,饱和电阻在谷点最低。

IP和IV,是数据表参数;对于 2n2647,IP 和 IV 分别为 2µA 和 4mA。 [AMS] VP 是 RB1 两端的压降加上 0.7V 的二极管压降;见下图(b)。 VV 估计约为 VBB 的 10%。

单结晶体管:(a) 发射极特性曲线,(b) VP 模型。

张弛振荡器是单结振荡器的应用。 RE 充电 CE 直到峰值点。在达到这一点之前,单结发射极端子对电容器没有影响。一旦电容器电压 VE 达到峰值电压点 VP,较低的发射极 - 基极 1 E-B1 电阻会迅速对电容器放电。一旦电容放电到谷点VV以下,E-RB1电阻恢复为高阻值,电容再次自由充电。

单结晶体管张弛振荡器和波形。振荡器驱动 SCR。

在电容器通过 E-B1 饱和电阻放电期间,可能会在外部 B1 和 B2 负载电阻器上看到一个脉冲,如上图。 B1 处的负载电阻需要很低,以免影响放电时间。 B2 的外部电阻是可选的。可以用短路代替。近似频率由 1/f =T =RC 给出。上图给出了更准确的频率表达式。

充电电阻 RE 必须在一定范围内。它必须足够小,以允许 IP 基于 VBB 提供的 VP 少流动。它必须足够大以根据 VBB 提供的 VV 提供 IV。 [MHW] 2n2647 的方程和示例:

可编程单结晶体管 (PUT): 尽管单结晶体管被列为已过时(如果可以获得的话,读起来很昂贵),但可编程单结晶体管仍然有效。它价格低廉且正在生产中。虽然它的功能类似于单结晶体管,但 PUT 是一个三端晶闸管。 PUT 共享晶闸管典型的四层结构,如下图所示。请注意,栅极,阳极附近的 N 型层,称为“阳极栅极”。此外,原理图符号上的栅极引线连接到符号的阳极端。

可编程单结晶体管:特性曲线、内部结构、原理图符号。

上图中可编程单结晶体管的特性曲线与单结晶体管的特性曲线相似。这是阳极电流 IA 与阳极电压 VA 的关系图。栅极引线电压设置、编程峰值阳极电压 VP。随着阳极电流的增加,电压增加到峰值点。此后,增加电流导致电压降低,下降到谷点。

单结晶体管的 PUT 等效项如下图所示。外部 PUT 电阻器 R1 和 R2 分别取代了单结晶体管内部电阻器 RB1 和 RB2。这些电阻器允许计算固有的支座比 η。

PUT 等效于单结晶体管

下图显示了单结弛张振荡器的 PUT 版本。电阻器 R 为电容器充电直到峰值点,然后重导将工作点沿负电阻斜率向下移动到谷点。在电容器放电期间,电流尖峰流过阴极,从而在阴极电阻器上产生电压尖峰。电容器放电后,工作点重新回到斜率直至峰值点。

PUT弛张振荡器

问题: 上图中 R 的合适值范围是多少,张弛振荡器?充电电阻器必须足够小,以便在为电容器充电时提供足够的电流以将阳极升高到 VP 峰值点。一旦达到 VP,阳极电压会随着电流增加(负电阻)而降低,从而将工作点移至谷底。电容器的工作是提供谷值电流 IV。一旦放电,工作点将重新设置为向上斜率到达峰值点。电阻器必须足够大,以便它永远不会提供高谷值电流 IP。如果充电电阻能够提供那么大的电流,那么在电容器放电后,电阻将提供谷值电流,并且工作点永远不会重置回到峰值点左侧的高阻状态。

我们选择与单结晶体管示例相同的 VBB=10V。我们选择 R1 和 R2 的值,使 η 约为 2/3。我们计算 η 和 VS。 R1、R2的并联等价物为RG,仅用于下表中的选择。连同与我们的 6.3 最接近的值 VS=10,我们找到 VT=0.6V 并计算 VP。

我们还分别在表中找到了 IP 和 IV,即峰值电流和谷值电流。我们仍然需要 VV,即谷值电压。在前面的单结示例中,我们使用了 10% 的 VBB=1V。查阅数据表,我们发现在 IF=50mA 时正向电压 VF=0.8V。谷值电流 IV=70µA 远小于 IF=50mA。因此,VV 必须小于 VF=0.8V。少多少?为安全起见,我们设置 VV=0V。这将稍微提高电阻范围的下限。

选择 R> 143k 可以保证电容器放电后工作点可以从谷点复位。 R <755k 允许在峰值点充电至 VP。

选定的 2n6027 PUT 参数,改编自 2n6027 数据表。 [ON1]

参数 条件 分钟 典型 最大 单位 VT V VS=10V, RG=1Meg0.20.71.6 VS=10V, RG=10k0.20.350.6 IP µA VS=10V, RG=1Meg-1.252.0 VS=10V, RG=10k-4.05.0 IV µA VS=10V, RG=1Meg-1850 VS=10V, RG=10k70150- VS=10V, RG=200Ω1500-- VFIF=50mA-0.81.5 V

下图显示了具有最终电阻值的 PUT 张弛振荡器。还显示了触发 SCR 的 PUT 的实际应用。该电路需要从桥式整流器分压的 VBB 未滤波电源(未显示),以便在每次电源过零后复位张弛振荡器。可变电阻应串联一个最小电阻,以防止低电位设置挂在谷点。

具有组件值的PUT弛张振荡器。 PUT 驱动 SCR 灯调光器。

据说 PUT 计时电路可用于 10kHz。如果需要线性斜坡而不是指数斜坡,请将充电电阻替换为恒流源,例如基于 FET 的恒流二极管。 PNP和NPN硅晶体管可以通过省略阴极栅极而使用阳极栅极来构建替代PUT。

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