模拟电子技术实用知识单结晶体管

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一、单结晶体管的结构与特性1．单结晶体管的结构单结晶体管因为具有两个基极，故单结晶体管又称为双基极晶体管。单结晶体管有三个电极，分别称为第一基极b1、第二基极b2、发射极e。单结晶体管虽然有三个电极，但在结构上只有一个PN结，它是在一块高电阻率的N型硅基片一侧的两端，各引出一个电极，分别称第一基极b1和第二基极b2。在硅片的另一侧较靠近b2处，用扩散法掺入P型杂质，形成一个PN结，再引出一个电极，称发射极e。单结晶体管的内部结构、等效电路、图形符号如图1所示。存在于两个基极b1和b2之间的电阻是N型硅片本身的电阻，称为体电阻，由单结晶体管的等效电路可见，两基极间的电阻Rb1b2=Rb1+Rb2,其体阻值一般在（5～10）KΩ之间。国产单结晶体管的型号，主要有BT31、BT32、BT33等系列产品，其中B表示半导体器件，T表示特种晶体管，第三位数3表示三个电极，最后一位数表示功耗mW、mW、mW等等。常用的型号为BT33的单结晶体管的外形结构，如图2所示。2．单结晶体管的特性——伏安特性单结晶体管的伏安特性，是指在单结晶体管的e、b1极之间加一个正电压Ue，在b2、b1极之间加一个正电压Ubb，其发射极电流Ie与发射极电压Ue的关系曲线。单结晶体管的Ie——Ue伏安特性曲线如图2所示。由单结晶体管的伏安特性曲线可见：（1）当发射极所加的电压Ue＜Up(峰点电压，约6～8V)时，单结晶体管的Ie电流为很小的反向漏电电流，即曲线的AP段。此时，单结晶体管是处于截止状态的，其e、b1极之间的等效阻值非常大，e、b1极之间相当于一个断开的开关。（2）当发射极所加的电压Ue越过Up峰点电压后，单结晶体管开始导通，随着导通电流Ie的增加，其e极对地的电压Ue是不断下降的，即曲线的PV段。在曲线的PV段，其动态的电阻值是负值的，这一区间又叫负阻区。负阻区是一个过渡区，时间很短，随着Ie电流的增加，电压Ue将很快达到谷点电压Uv。（3）当Ie增加到谷点电压所对应的电流，即谷点电流Iv之后，Ue将随Ie的增加而增加，即曲线的VB段，其动态电阻是正值的，这一区间又称为饱和区。单结晶体管工作在饱和区时，其e、b1极之间的等效阻值非常小，e、b1极之间相当于一个闭合的开关。综上所述，单结晶体管的e、b1极之间，相当于一个受发射极电压Ue控制的开关，故可以用来作振荡元件。二、单结晶体管的主要参数与极性的判断1．单结晶体管的主要参数（1）基极间电阻Rbb(即Rb1+Rb2)。其定义为发射极开路时，基极b1、b2之间的电阻，一般为（5~10）KΩ，其数值随温度上升而增大，不同型号的管阻值有较大的差异。（2）分压比η。η=Rb1/(Rb1+Rb2),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。在b2开路时，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。在b1开路时，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。2．单结晶体管极性的判断单结晶体管极性的判断方法常有两种，一种是从外观来看，另一种是用万用表来测量。（1）外观判断法。从外观上看，引脚与外壳相通的电极，一般是b1极；与凸耳相靠近的电极一般为e极，如图5-8所示。（2）万用表判断法1）发射极e的判断单结晶体管，也叫双基极二极管，有e、b1、b2三个电极，其三个管脚的极性可用万用表的R×1K挡来进行判断。测任意两个管脚的正向电阻和反向电阻，直到测得的正反向电阻都基本不变时（一般约10KΩ～30KΩ，不同型号的管阻值有差异），这两个管脚就是两个基极，剩下的另一个管脚就是发射极e。2）b1、b2电极的判断在判断出发射极e的基础上，万用表量程置于R×1K挡，黑表笔发射极，红表笔分别接另外两个极，万用表两次均会导通，两次测量中，电阻大的一次，红表笔接的就是单结晶体管的b1极。如图４所示。3.单结晶体管质量的检测检测单结晶体管的质量时，万用表的量程一般选用×1K挡。两表笔接不同的电极时，其所呈现出来的阻值是不相同的，单结晶体管各管脚间阻值的规律如图5所示，当阻值的规律不符合图5所示的结果时，则管子是坏的。三、单结晶体管振荡器1.单结晶体管振荡器电路在电子电路中，常常利用单结晶体管的负阻特性和RC电路的充放电特性，组成非正弦波脉冲振荡电路，单结晶体管振荡电路如图6a所示。图中，R、C为充放电元件，V为单结晶体管，Rb1、Rb2为基极电阻，其中Rb2为限流电阻，Rb1是负载电阻，其两端产生的电压降就是振荡输出信号。2.单结晶体管振荡电路的工作原理单结晶体管振荡电路的工作原理如下。当开关S闭合后，电源Ucc接入电路中，单结晶体管的b2经电阻Rb2与电源的正极相连，b1经电阻Rb1与电源的负极相接，即b2、b1之间加上了一个正电压。同时，电源Ucc还通过电阻R对电容C进行充电，电容两端的电压Uc随时间按指数规律上升，充电时间常数τ=RC。当电容两端的电压Uc，即发射极所加的电压Ue＜Up峰点电压时，单结晶体管的Ie电流为很小的反向漏电电流，单结晶体管是处于截止状态的，其e、b1极之间的等效阻值非常大，电阻Rb1上无电流通过，输出电压Uo=0，即无脉冲信号输出，如图6b所示。当电容两端的电压Uc上升到单结晶体管的峰点电压Up瞬间，即Ue=Up瞬间，单结晶体管内的PN结导通，由于其负阻特性所引起的正反馈作用，单结晶体管迅速进入饱和导通状态，单结晶体管的e、b1极之间相当于一个闭合的开关。此时电容C所充的电压，经发射极e、PN结、第一基极b1和电阻Rb1进行放电。由于放电的时间常数很小，放电速度很快，放电电流Ie通过电阻Rb1时，便在Rb1上产生了一个尖脉冲输出。随着电容迅速放电的结果，Ue急剧下降，当Ue＜Uv谷点电压时，单结晶体管由导通跳变为截止，输出电压Uo也下降到零，完成了一次振荡过程。然后电源Ucc重新对C充电，再重复上述过程。这样在电容C上产生周期性的锯齿波，在电阻Rb1上产生周期性的尖脉冲，如图6b所示。3.12V,24V蓄电池自动充电器电路单结晶体管BT33、C3、W1、W2等元件组成了弛张振荡器，其产生的脉冲信号经隔离二极管D4输送至可控硅SCR1的控制极，调整W1的阻值可改变SCR1的触发导通角，即改变了充电电流。可控硅SCR2、继电器J、W3、W4、D5等元件组成蓄电池充满电自动保护电路，当电池两端电压被充至W3、W4设定的上限值时，D5导通，SCR2受触发导通，LED2显示，继电器吸合，同时J切换到常开，切断了SCR1的控制脉冲集中，即停止对蓄电池的充电。K2为12V、24V电池充电的转换开关，图示置于12V档位。说明：以上内容为作者精心整理，帮助大家学习模拟电子技术基础知识。如需转载，请联系作者。

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