单结晶体管的结构和主要参数

单结晶体管（Unipolar Junction Transistor，简称UJT），又称为基极二极管或单晶二极管，是一种具有独特结构和特性的半导体器件。以下将详细阐述单结晶体管的结构和主要参数。

一、单结晶体管的结构

单结晶体管的结构相对简单，主要由一个PN结和两个电阻接触电极组成。具体来说，其典型结构包括：

• 基片 ：基片是条状的高阻N型硅片，作为器件的基础材料。
• 基极 ：在基片的两端，通过欧姆接触分别引出两个基极b1和b2。这两个基极与基片形成欧姆接触，使得电流可以在基片与基极之间自由流动。
• 发射极 ：在基片中间略偏b2一侧，通过合金法制作一个P区作为发射极e。这个P区与N型基片之间形成一个PN结，是器件的核心部分。

单结晶体管的内部结构、符号表示、等效电路以及引脚排列，如图(a)、(b)、(c)、(d)所示。引脚b1、b2分别为第一基极和第二基极(双基极)，e为发射极。e极和N型硅片间构成一个PN结。PN结A点至两基极间的等效电阻分别用rb1和rb2表示。两基极间的电阻用rBB表示，rBB=rb1+rb2。

综上所述，单结晶体管具有三个端子：发射极e、第一基极b1和第二基极b2。这种结构使得单结晶体管在工作时能够表现出独特的负阻特性，特别适用于开关系统中的弛张振荡器，以及定时电路、控制电路和读出电路等应用。

二、单结晶体管的主要参数

单结晶体管的主要参数包括基极间电阻Rbb、分压比η、eb1间反向电压Vcb1、反向电流Ieob1、发射极饱和压降Veo、峰点电压Vp与峰点电流Ip、谷点电压Vv与谷点电流Iv等。这些参数共同决定了单结晶体管的性能和行为。

1. 基极间电阻Rbb
   • 定义 ：发射极开路时，基极b1、b2之间的电阻。
   • 数值范围 ：一般为2--10千欧。其数值随温度上升而增大。
   • 作用 ：基极间电阻是单结晶体管的一个重要参数，它反映了器件在基极间的电阻特性。
2. 分压比η
   • 定义 ：由管子内部结构决定的常数，表示发射极E至第一基极B1间的电压（不包括PN结管压降）占两基极间电压的比例。
   • 数值范围 ：一般为0.3--0.85。
   • 作用 ：分压比是单结晶体管设计和应用中的一个重要参考指标，它决定了器件在不同工作条件下的电压分配关系。
3. eb1间反向电压Vcb1
   • 定义 ：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。
   • 作用 ：该参数反映了单结晶体管在反向电压作用下的耐压能力，是器件可靠性的重要指标之一。
4. 反向电流Ieob1
   • 定义 ：b1开路时，在额定反向电压Vcb2下，eb2间的反向电流。
   • 作用 ：反向电流的大小反映了单结晶体管在反向电压作用下的漏电情况，是评估器件性能的重要参数之一。
5. 发射极饱和压降Veo
   • 定义 ：在最大发射极额定电流时，eb1间的压降。
   • 作用 ：发射极饱和压降是单结晶体管在饱和状态下的一个重要参数，它决定了器件在饱和状态下的电压损失。
6. 峰点电压Vp与峰点电流Ip
   • 定义 ：单结晶体管刚开始导通时，发射极E与第一基极B1间的电压称为峰点电压Vp，其所对应的发射极电流称为峰点电流Ip。
   • 作用 ：峰点电压和峰点电流是单结晶体管导通特性的重要标志，它们决定了器件的导通门槛和初始导通状态。
7. 谷点电压Vv与谷点电流Iv
   • 定义 ：单结晶体管由负阻区开始进入饱和区时，发射极E与第一基极B1间的电压称为谷点电压Vv，其所对应的发射极电流称为谷点电流Iv。
   • 作用 ：谷点电压和谷点电流反映了单结晶体管在饱和状态下的工作特性，是评估器件饱和性能的重要参数。

此外，单结晶体管还具有调制电流和耗散功率等参数，这些参数共同决定了器件在不同工作条件下的性能和稳定性。

三、总结

单结晶体管作为一种具有独特结构和特性的半导体器件，在电子电路中发挥着重要作用。其结构简单，由一个PN结和两个电阻接触电极组成；而主要参数则包括基极间电阻Rbb、分压比η、eb1间反向电压Vcb1、反向电流Ieob1、发射极饱和压降Veo、峰点电压Vp与峰点电流Ip、谷点电压Vv与谷点电流Iv等。这些参数共同决定了单结晶体管的性能和行为特性，为器件的设计、制造和应用提供了重要依据。