一、單結(jié)晶體管簡述
單結(jié)晶體管，亦稱基極二極管，是一種獨(dú)特的三端半導(dǎo)體器件。其結(jié)構(gòu)上僅有一個(gè) PN 結(jié)作為發(fā)射極，卻配備兩個(gè)基極。在電子領(lǐng)域，憑借其 distinctive 特性，單結(jié)晶體管在特定電路設(shè)計(jì)中發(fā)揮著不可替代的作用。
二、單結(jié)晶體管構(gòu)造解密
單結(jié)晶體管具備三個(gè)電極，分別被定義為第一基極 b1、第二基極 b2 以及發(fā)射極 e。盡管擁有三個(gè)電極，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)上只有一個(gè) PN 結(jié)。具體而言，在一塊高電阻率的 N 型硅基片的一側(cè)兩端，分別引出第一基極 b1 和第二基極 b2。而在硅片的另一側(cè)，鄰近 b2 的位置，通過擴(kuò)散法摻入 P 型雜質(zhì)，從而形成一個(gè) PN 結(jié)，由此引出發(fā)射極 e。
兩個(gè)基極 b1 和 b2 之間的電阻，本質(zhì)上是 N 型硅片自身的電阻，被稱作體電阻。依據(jù)單結(jié)晶體管的等效電路，兩基極間的電阻 Rb1b2 實(shí)則為 Rb1 與 Rb2 之和，通常體阻值處于（5～10）KΩ 這一區(qū)間范圍內(nèi)。
就國產(chǎn)單結(jié)晶體管而言，常見型號(hào)涵蓋 BT31、BT32、BT33 等一系列產(chǎn)品。其中，型號(hào)編碼蘊(yùn)含特定含義：“B” 代表半導(dǎo)體器件，“T” 指代特種晶體管，第三位數(shù)字 “3” 明確表明其擁有三個(gè)電極，而最后一位數(shù)字則標(biāo)識(shí)了相應(yīng)功耗，例如 100mW、200mW、300mW 等等。
三、單結(jié)晶體管特性解析
單結(jié)晶體管的伏安特性備受關(guān)注。在實(shí)際測試中，于單結(jié)晶體管的 e、b1 極之間施加一個(gè)正電壓 Ue，同時(shí)在 b2、b1 極之間加載一個(gè)正電壓 Ubb，通過測試所得的發(fā)射極電流 Ie 與發(fā)射極電壓 Ue 的關(guān)系曲線，即為單結(jié)晶體管的伏安特性曲線。
從該伏安特性曲線中，可清晰洞察以下關(guān)鍵特性：
（一）截止?fàn)顟B(tài)
當(dāng)發(fā)射極所施加的電壓 Ue 低于峰點(diǎn)電壓 Up（峰點(diǎn)電壓一般在約 6～8V）時(shí)，單結(jié)晶體管的 Ie 電流僅表現(xiàn)為微弱的反向漏電電流，對(duì)應(yīng)曲線的 AP 段。在此狀態(tài)下，單結(jié)晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí) e、b1 極之間的等效阻值極為龐大，相當(dāng)于一個(gè)斷開的開關(guān)，幾乎沒有電流能夠流通。
（二）負(fù)阻區(qū)
一旦發(fā)射極所加的電壓 Ue 越過 Up 峰點(diǎn)電壓，單結(jié)晶體管即刻開啟導(dǎo)通進(jìn)程。隨著導(dǎo)通電流 Ie 的逐步增加，e 極對(duì)地的電壓 Ue 卻呈現(xiàn)出持續(xù)下降的趨勢，這一現(xiàn)象對(duì)應(yīng)曲線的 PV 段。特別值得指出的是，在曲線的 PV 段，其動(dòng)態(tài)電阻值呈現(xiàn)負(fù)值，因此該區(qū)間被稱為負(fù)阻區(qū)。負(fù)阻區(qū)本質(zhì)上是一個(gè)過渡區(qū)域，持續(xù)時(shí)間極為短暫。隨著 Ie 電流的不斷攀升，電壓 Ue 將降至迅速谷點(diǎn)電壓 Uv。
（三）飽和區(qū)
當(dāng) Ie 增加至對(duì)應(yīng)于谷點(diǎn)電壓的谷點(diǎn)電流 Iv 之后，電壓 Ue 隨 Ie 的進(jìn)一步增加而轉(zhuǎn)為上升趨勢，對(duì)應(yīng)曲線的 VB 段。此時(shí)，動(dòng)態(tài)電阻呈現(xiàn)正值，此區(qū)間被定義為飽和區(qū)。單結(jié)晶體管在飽和區(qū)工作時(shí)，e、b1 極之間的等效阻值變得非常小，相當(dāng)于一個(gè)閉合的開關(guān)，電流能夠順暢流通。
綜上所述，單結(jié)晶體管的 e、b1 極之間，相當(dāng)于一個(gè)受發(fā)射極電壓 Ue 控制的開關(guān)，這使得單結(jié)晶體管在振蕩電路等設(shè)計(jì)中可作為核心的振蕩元件。
四、單結(jié)晶體管關(guān)鍵參數(shù)詳解
基極間電阻 Rbb ：即 Rb1 與 Rb2 之和。其定義為發(fā)射極處于開路狀態(tài)時(shí)，基極 b1、b2 之間的電阻值，通常處于（5～10）KΩ 的范圍區(qū)間。并且，其阻值會(huì)隨著溫度的上升而呈現(xiàn)增大趨勢，不同型號(hào)的單結(jié)晶體管在阻值方面存在較為顯著的差異。
分壓比 η ：計(jì)算公式為 η=Rb1/(Rb1 + Rb2)，這是由管子內(nèi)部結(jié)構(gòu)所決定的一個(gè)常數(shù)，一般取值范圍在 0.3 至 0.85 之間。
eb1 間反向電壓 Vcb1 ：在 b2 處于開路狀態(tài)時(shí)，在額定反向電壓 Vcb2 的條件下，基極 b1 與發(fā)射極 e 之間的反向耐壓值。
反向電流 Ieo ：在 b1 開路的條件下，在額定反向電壓 Vcb2 作用下，eb2 間的反向電流大小。
發(fā)射極飽和壓降 Veo ：在最大發(fā)射極額定電流流過時(shí)，eb1 間的壓降數(shù)值。
峰點(diǎn)電流 Ip ：單結(jié)晶體管剛開始導(dǎo)通瞬間，發(fā)射極電壓處于峰點(diǎn)電壓時(shí)對(duì)應(yīng)的發(fā)射極電流值。
五、單結(jié)晶體管極性判定指南
外觀觀察法 ：通常來說，從外觀角度審視，引腳與外殼相通的電極，大概率為 b1 極；而與凸耳相靠近的電極，一般可判斷為 e 極。
萬用表測量法 ：
發(fā)射極 e 判定 ：鑒于單結(jié)晶體管也被稱為雙基極二極管，其擁有 e、b1、b2 三個(gè)電極。利用萬用表的 R×1K 擋位，可對(duì)三個(gè)管腳的極性進(jìn)行測量判定。具體操作為測量任意兩個(gè)管腳的正向電阻與反向電阻，直至發(fā)現(xiàn)某兩腳的正反向電阻值基本保持穩(wěn)定（通常在約 10KΩ 至 30KΩ 之間，不同型號(hào)的管子阻值有所差異），此時(shí)可確定這兩腳為兩個(gè)基極，剩下的另一管腳即為發(fā)射極 e。
b1、b2 電極判定 ：在已成功判斷出發(fā)射極 e 的基礎(chǔ)上，將萬用表量程調(diào)整至 R×1K 擋位，將黑表筆接至發(fā)射極 e，紅表筆分別觸碰另外兩個(gè)電極。在兩次測量過程中，萬用表均會(huì)導(dǎo)通。在兩次測量結(jié)果中，電阻值較大的那次測量中，紅表筆所接觸的電極即為單結(jié)晶體管的 b1 極。
六、單結(jié)晶體管的實(shí)際應(yīng)用
（一）振蕩電路設(shè)計(jì)
單結(jié)晶體管在振蕩電路領(lǐng)域有著經(jīng)典應(yīng)用。其獨(dú)特的負(fù)阻特性，使其能夠與電容、電阻等元件協(xié)同工作，構(gòu)成高效的振蕩電路。通過合理配置電路參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的頻率輸出。例如，在一些簡易的時(shí)鐘電路或信號(hào)發(fā)生器中，單結(jié)晶體管振蕩電路能夠以較低的成本和簡潔的結(jié)構(gòu)，提供所需的時(shí)鐘信號(hào)或振蕩信號(hào)。
（二）定時(shí)電路應(yīng)用
基于單結(jié)晶體管的特性，還可將其應(yīng)用于定時(shí)電路。通過與電容的充放電過程相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)特定的定時(shí)功能。在一些自動(dòng)控制設(shè)備或電子玩具中，利用單結(jié)晶體管定時(shí)電路來控制某些動(dòng)作的延時(shí)啟動(dòng)或停止，實(shí)現(xiàn)簡單的自動(dòng)化控制。
（三）脈沖產(chǎn)生電路
單結(jié)晶體管能夠參與構(gòu)成脈沖產(chǎn)生電路。借助其快速導(dǎo)通與截止的特性，配合其他電路元件，可產(chǎn)生具有一定幅度和寬度的脈沖信號(hào)。在數(shù)字電路或通信電路中，這些脈沖信號(hào)可作為觸發(fā)信號(hào)或同步信號(hào)，保障整個(gè)電路系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行。
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