單結晶體管（Unipolar Junction Transistor，簡稱UJT）是一種特殊的半導體器件，也被稱為基極二極管或單晶二極管。它憑借獨特的結構和工作特性，在電子電路中有著廣泛的應用。接下來，我們將詳細探討單結晶體管的工作原理、伏安特性以及其應用特點。
單結晶體管的工作原理
單結晶體管的工作原理主要依賴于其特殊的PN結結構和電阻特性。當在基極B1和B2之間施加電壓時，電流從B2流向B1，PN結處于反偏狀態(tài)。此時，如果在發(fā)射極E上施加一個高于PN結反偏電勢的信號，器件就會導通。導通后，大量空穴注入基區(qū)，導致發(fā)射極E與B1之間的電阻急劇下降，電流迅速增大，電壓降低，并保持導通狀態(tài)。只有改變基極間的偏置電壓或移除發(fā)射極信號，器件才會恢復到初始狀態(tài)。
單結晶體管的工作過程可以分為以下幾個階段：
截止狀態(tài)：初始時，PN結反偏，發(fā)射極E與基極B1之間的電阻較大，電流很小，器件處于截止狀態(tài)。
觸發(fā)導通：當發(fā)射極E上的正向電壓超過PN結的反偏電勢時，PN結正偏，空穴注入基區(qū)，電阻迅速減小，電流增大，器件進入導通狀態(tài)。
負阻區(qū)：導通后，隨著發(fā)射極電流的增加，發(fā)射極E與基極B1之間的電壓反而下降，表現(xiàn)出負阻特性。
飽和區(qū)：當發(fā)射極電流增加到一定程度，電壓達到最小值（谷點電壓Vv），器件進入飽和區(qū)，此時電流增加對電壓的影響很小。
截止恢復：要讓器件恢復到截止狀態(tài)，需要改變基極間的偏置或移除發(fā)射極上的正向電壓，當發(fā)射極電壓低于谷點電壓Vv時，器件逐漸恢復到截止狀態(tài)。
單結晶體管的伏安特性
單結晶體管的伏安特性描述了其電壓與電流之間的關系。根據(jù)其工作過程，伏安特性曲線大致分為三個區(qū)域：截止區(qū)、負阻區(qū)和飽和區(qū)。
截止區(qū)：在截止區(qū)，發(fā)射極E與基極B1之間的電壓較高，但電流很小，PN結反偏，器件不導電。
負阻區(qū)：當發(fā)射極電壓降低到一定程度時，器件進入負阻區(qū)。此時，隨著發(fā)射極電流的增加，電壓反而下降，表現(xiàn)出獨特的負阻特性。
飽和區(qū)：當發(fā)射極電壓低于谷點電壓Vv時，器件進入飽和區(qū)，此時電流增加對電壓的影響很小，器件保持導通狀態(tài)，電壓基本保持不變。
通過實驗可以直觀地了解單結晶體管的伏安特性。在實驗中，固定基極B1和B2之間的電壓，逐漸改變發(fā)射極E上的電壓，同時測量發(fā)射極電流的變化。將這些數(shù)據(jù)繪制在坐標紙上，即可得到伏安特性曲線。
單結晶體管的應用與特點
單結晶體管因其負阻特性和良好的溫度穩(wěn)定性，在電子電路中有著廣泛的應用。它特別適用于弛張振蕩器、定時電路、控制電路和讀出電路等開關系統(tǒng)。此外，單結晶體管還具有以下特點：
電路簡單：結構簡單，電路實現(xiàn)容易。
脈沖電流能力強：能夠承受較大的脈沖電流，適用于需要大電流脈沖的場合。
溫度穩(wěn)定性好：開關特性受溫度影響小，具有較高的溫度穩(wěn)定性。
總結
單結晶體管憑借其獨特的工作原理和伏安特性，在電子電路中發(fā)揮著重要作用。通過深入了解其工作原理和特性，可以更好地將其應用于各種電子電路中，實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的電路設計。
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