双基极二极管.docx

双基极二极管(单结晶体管)的结构双基极二极管又称为单结晶体管，它的结构如图1所示在一片高电阻率的N型硅片一侧 的两端各引出一个电极，分别称为第一基极B1和第二基极B2而在硅片是另一侧较靠近 B2处制作一个PN结，在P型硅上引出一个电极，称为发射极E两个基极之间的电阻为 Rbb，一般在2〜15k之间，Rbb一般可分为两段，Rbb = RB1+ RB2, Rb1是第一基极B1至PN 结的电阻；RB2是第一基极B2至PN结的电阻双基极二极管的符号见图1的右侧图1双基极二极管的结构与符号 等效电路B2 U哄 口第二典 D发射极Elzm型硅片B" 一 hbj双基极二极管的工作原理将双基极二极管按图2(a)接于电路之中，观察其特性首先在两个基极之间加电压UBb， 再在发射极E和第一基极B1之间加上电压UE，UE可以用电位器Rp进行调节这样该电路 可以改画成图2(b)的形式，双基极二极管可以用一个PN结和二个电阻Rb1、RB2组成的等效 电路替代a) (b)图2双基极二极管的特性测试电路当基极间加电压ubb时，rb1上分得的电压为~* "7—'技* =' BE式中曾称为分压比，与管子结构有关，约在0.5〜0.9之间。

2.当UE=W Ubb+Ud时，单结晶体管内在PN结导通，发射极电流IE突然增大把这个突 变点称为峰点P对应的电压UE和电流IE分别称为峰点电压Up和峰点电流IP显然，峰点 电压UP= Ubb + Ud式中UD为单结晶体管中PN结的正向压降，一般取Ud=0.7V在单结晶体管中PN结导通之后，从发射区（P区）向基压（N区）发射了大量的空穴型载 流子，IE增长很快，E和B1之间变成低阻导通状态，Rb1迅速减小，而E和B1之间的电压 UE也随着下降这一段特性曲线的动态电阻^^您与为负值，因此称为负阻区而b2的 电位高于E的电位，空穴型载流子不会向B2运动，电阻RB2基本上不变当发射极电流IE增大到某一数值时，电压UE下降到最低点特性由线上的这一点称为谷点 V与此点相对应的是谷点电压UV和谷点电流IV此后，当调节Rp使发射极电流继续增大 时，发射极电压略有上升，但变化不大谷点右边的这部分特性称为饱和区综上所述，单结晶体管具有以下特点：（1） 当发射极电压等于峰点电压Up时，单结晶体管导通导通之后，当发射极电压小于谷 点电压UV时，单结晶体管就恢复截止2） 单结晶体管的峰点电压 Up与外加固定电压 Ubb及其分压比普有关。

而分压比页 职是由管子结构决定的，可以看做常数对于分压比净不同的管子，或者外加电压ubb的数值不同时，峰值电压UP也就不同3）不同单结晶体管的谷点电压UV和谷点电流IV都不一样谷点电压大约在2 5V之间 在触发电路中，常选用曹稍大一些、UV低一些和IV大一些的单结管，以增大输出脉冲幅度 和移相范围单结晶体管触发电路单结晶体管触发的单相半控桥式整流电路图3单结晶体管的伏安特性曲线A P负阻区*-鹿利区■」E截止区1.调节Rp，使UE从零逐渐增加当UE比较小时（UE〈那Ubb+Ud），单结晶体管内的PN 结处于反向偏置，E与B1之间不能导通，呈现很大电阻当UE很小时，有一个很小的反向 漏电流随着UE的增高，这个电流逐渐变成一个大约几微安的正向漏电流这一段在图3 所示的曲线中称为截止区，即单结晶体管尚未导通的一段双基极二极管触发电路图1 （a）是由单结晶体管组成的张弛振荡电路可从电阻R1上取出脉冲电压与图 的R1和R2是外加的，不是图1（b）中的Rb1和RB2十0.47E(a)电路(b)电压波形图1单结晶体管张弛振荡电路假设在接通电源之前，图1(a)中电容C上的电压岭为零接通电源U后，它就经R 向电容器充电，使其端电压按指数曲线升高。

电容器上的电压就加在单结晶体管的发射极E 和第一基极B1之间当uc等于单结晶体管的峰点电压Up时，单结晶体管导通，电阻RB1 急剧减小(约20Q)，电容器向R1放电由于电阻R1取得较小，放电很快，放电电流在 R1上形成一个脉冲电压u，如图1(b)所示由于电阻R取得较大，当电容电压下降到单结 晶体管的谷点电压时，电源经过电阻R供给的电流小于单结晶体管的谷点电流，于是单结 晶体管截止电源再次经R向电容C充电，重复上述过程于是在电阻R1上就得到一个 的脉冲电压ug但由于图1 (a)的电路起不到如后述的“同步”作用，不能用来触发晶闸单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路如图2所示，带有放大器晶体管T1和T2组成直接耦合直流放 大电路T1是NPN型管，T2是PNP型管U是触发电路的输入电压，由各种信号叠加在 一起而得U经T1放大后加到T2当U增大时，IC1就增大，而使T1的集电极电位UC1， 即T2的基极电位UB2降低，T2更为导通，IC2增大，这相当于晶体管T2的电阻变小同理， U减小时，t2的电阻变大因此，t2相当于一个可变电阻，随着u的变化来改变它的阻值， 对输出脉冲起移相作用，达到调压的目的。

单结晶体管工作原理设计输出脉冲可以直接从电阻R1上引出，也可以通过脉冲变压器输出3-3图16-3-7单结晶体管触发电路因为晶闸管控制极与阴极间允许的反向电压很小，为了防止反向击穿，在脉冲变压器副边串联二极管D1， 可将反向电压隔开，而并联D2,可将反向电压短路双踪示波器图标如图5.3.1所示，面板如图5.3.2所示°EWB的示波器外观及操 作与实际的双踪示波器相似，可同时显示A、B两信号的幅度和频率变化，并可 以分析周期信号大小、频率值以及比较两个信号的波形信号搂地端外接触发端A通道输入蒲 &通道输入蒂圈5.3.1取踪示波器图标屏幕显示时基控制面税展开按钮触发控制KB）信号）1道控制图532衣踪示浪器面拔（1）示波器的连接如图5.3. 1所示：① A（B）通道输入：信号A（B）接入端B两信号的公共端，如果不接，则默认该公共端接地② 信号接地端：A、③ 外接触发端2）示波器的调节如图5.3.2所示:①时基控制（Timebase），如图5.3.3所示工袖刻复¥殖偏移显示方式图5.L时基控制幅度/时间，横坐标轴为时间轴，纵坐标轴为信号幅度B电压/ A电压、A电压/ B电压信号通道控制调节，如图5.3.4所示。

A、B通道调节方法一样触发方式触发电平触发信号选择图弭3触发控制• X轴刻度（s/div）:控制示波屏上的横轴，即X轴刻度（时间/每格）， 调节范围为（0.10ns/div ~ 1s/div）• Y轴偏移（X position）:控制信号在Y轴的偏移位置，调节范围为（-5X=0:信号起点为示波器屏幕的最左边;X>0 :信号起点右移；X<0 :信号起点左移•显示方式：共有三种，分别为：Y /T :B /A :A /B :② A（B）• Y轴刻度：设定Y轴每一格的电压刻度，调节范围为（0.01mV/Div ~5kV/Div）• Y轴偏移：控制示波器Y轴方向的原点Y=0，垂直原点在屏幕的垂直 方向的中点；Y>0时，原点上移；Y<0，原点下移调节范围为（-3 - 3）•输入显示方式（AC / 0 / DC）：AC方式：仅显示信号的交流成分；0方式：无信号输入；DC方式：显示交流和直流信号之和③ 触发控制（Tigger），如图5.3.5所示•触发方式：上升沿触发和下降沿触发;•触发信号选择：Auto按钮：自动触发；A按钮：A通道触发；B按钮：B通道触发；Ext按钮：外触发如果希望尽可能显示波形或希望显示的波形平坦，一般选用Auto。

3） 示波器的接地（Ground）一般情况下，示波器的参考点设定为接地在使用中，示波器的接地端可 不接；但是，测试电路中必须有接地点，否则示波器不能正确显示如果要在测 量中让示波器使用其它点（电平）作参考点，则必须将该参考点接到示波器的“接 地”端 Ground4） 面板展开显示（Expand）单击扩展按钮（Expand按钮），可将示波器屏幕扩展开来显示，并可准确 读出波形数值如图5.3.6，可以拖动红色指针1和蓝色指针2至合适位置，可 直接在面板下方读出指针1和指针2所对应波形的时间和电压，以及指针1和指 针2之间的时间和电压差指针匕睡5拖动' 指针心色、可拖印指针〔 指针"/读数 差图5.3.6双踪示波器扩展面板例：如图5.3.7所示，用示波器测试时钟信号信号源E1和交流信号源E21）信号源库中调出时钟信号源E1、交流电压源E2和示波器，并照图5.3.7 所示连接好导线E1参数设置为频率F = 50Hz、占空比D=50%、交流电压源E2, E2参数设置为电压v=5V、频率F=50Hz、初相位f=02）为更好地区别两个信号的显示波形，把E1信号源与示波器的连接导线设置为红色（双击元器件或连线即可设置其参数），E2与示波器的连接导线 设置为蓝色。

3） 单击示波器图标，再单击Expand按钮，弹出示波器面板，调整时基 控制（Time base）的X轴刻度设置为5.00ms/div、信号A和B通道的Y轴设置 为5v/div，启动电路仿真开关，按图所示调节指针，即可得到图5.3.8所示波 形4） 停止仿真，可从示波器面板上读出测试的波形数据指针 1 所对应的数据值：T1=1.0401S、VA1 =0V、VB1 =124.3943mV；指针 2 所对应的数据值：T2=1.0601S、VA2 =0V、VB2 =124.3943 mV；指针1、2所对应的数据值差：周期 T2 - T1 = 1.0601S，指针1对应的电压差：VA2 -VA1 = 0V，指针2对应的电压差：VB1 - VB2 = 2.4944e-13V一般情况下，示波器连续显示并自动刷新所测量的波形如果希望仔细观察 和读取波形数据，可以在电路菜单栏Analysis的分析选项Analysis Options 中选择Pause after each Screen选项（示波器屏幕满暂停，当显示波形到屏幕 右端时，分析会自动暂停如要恢复运行，可单击Pause按钮或F9键）^15.3.8。