脈衝電路 - 單結電晶體

單結電晶體是一種只有一個 PN 結但又不是二極體的電晶體。單結電晶體，或簡稱為UJT，有一個發射極和兩個基極，這與普通電晶體不同。這種器件因其負阻特性以及用作弛豫振盪器而聞名。

UJT 的結構

一塊高阻抗的 n 型矽被認為形成了基極結構。在兩端都引出兩個歐姆接觸，這兩端都是基極。一根鋁棒狀結構連線到它上面，成為發射極。這個發射極靠近基極 2，離基極 1 稍遠。這兩者連線形成一個 PN 結。由於存在單個 PN 結，因此該器件被稱為單結電晶體。

在棒記憶體在稱為本徵電阻的內部電阻，其電阻值取決於棒的摻雜濃度。UJT 的結構和符號如下所示。

在符號中，發射極由傾斜的箭頭表示，其餘兩端表示基極。由於 UJT 被理解為二極體和一些電阻的組合，因此可以使用等效電路圖來表示 UJT 的內部結構，以解釋 UJT 的工作原理。

可以透過其等效電路來理解 UJT 的工作原理。施加在發射極上的電壓表示為 V_E，基極 1 和 2 的內部電阻分別表示為 R_B1 和 R_B2。內部存在的這兩個電阻統稱為本徵電阻，表示為 R_BB。RB1 上的電壓可以表示為 V₁。用於使電路工作的直流電壓為 V_BB。

UJT 等效電路如下所示。

最初，當不施加電壓時，

$$V_E = 0$$

然後透過 R_B2 施加電壓 V_BB。二極體 D 將處於反向偏置狀態。二極體上的電壓將為 VB，即發射極二極體的勢壘電壓。由於施加了 V_BB，點 A 處會出現一些電壓。因此，總電壓將為 V_A + V_B。

現在，如果發射極電壓 V_E 增加，電流 I_E 將流過二極體 D。此電流使二極體正向偏置。載流子被感應，電阻 R_B1 開始減小。因此，R_B1 上的電位，即 V_B1 也減小。

$$V_{B1} = \left( \frac{R_{B1}}{R_{B1} + R_{B2}} \right )V_{BB}$$

由於 V_BB 是恆定的，並且由於通道的摻雜濃度，R_B1 減小到其最小值，因此 V_B1 也減小。

實際上，內部存在的電阻統稱為本徵電阻，表示為 R_BB。上面提到的電阻可以表示為

$$R_{BB} = R_{B1} + R_{B2}$$

$$\left( \frac{R_{B1}}{R_{BB}} \right ) = \eta$$

符號 η 用於表示施加的總電阻。

因此，V_B1 上的電壓表示為

$$V_{B1} = \eta V_{BB}$$

發射極電壓表示為

$$V_E = V_D + V_{B1}$$

$$V_E = 0.7 + V_{B1}$$

其中 V_D 是二極體上的電壓。

當二極體正向偏置時，其上的電壓將為 0.7v。所以這是恆定的，而 V_B1 持續減小。因此，V_E 持續減小。它減小到一個最小值，可以表示為 V_V，稱為谷值電壓。UJT 接通時的電壓是峰值電壓，表示為 V_P。

到目前為止討論的概念可以從下面所示的圖表中清楚地理解。

最初，當 V_E 為零時，一些反向電流 IE 流過，直到 VE 的值達到以下點

$$V_E = \eta V_{BB}$$

這是曲線與 Y 軸相交的點。

當 V_E 達到以下電壓時

$$V_E = \eta V_{BB} + V_D$$

此時，二極體正向偏置。

此點的電壓稱為 V_P（峰值電壓），此點的電流稱為 I_P（峰值電流）。到目前為止圖中的部分稱為截止區，因為 UJT 處於關閉狀態。

現在，當 V_E 進一步增加時，電阻 R_B1 以及電壓 V₁ 也減小，但透過它的電流增加。這是負阻特性，因此該區域稱為負阻區。

現在，電壓 V_E 達到某個點，在此之後進一步增加會導致 R_B1 上的電壓增加。此點的電壓稱為 V_V（谷值電壓），此點的電流稱為 I_V（谷值電流）。此區域之後稱為飽和區。

UJT 最主要用作弛豫振盪器。它們也用於相位控制電路。此外，UJT 廣泛用於為數位電路提供時鐘、各種裝置的定時控制、閘流體的受控觸發以及示波器中水平偏轉電路的同步脈衝。

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