单结晶体管触发电路(解析)
单结晶体管触发电路工作原理
单结晶体管触发电路工作原理单结晶体管触发电路由一个单极性晶体管组成，其结构和工作原理类似于普通的集电极放大电路。
晶体管由三个区域组成：发射区、基区和集结区。
基区接入触发信号电源，而集结区接入电源，形成偏置电压。
当输入信号电压通过基区施加到晶体管时，集结结区的二极管就会被极化。
当输入信号电压高于一定阈值时，集结结区的二极管会开始导通，从而导致晶体管进入饱和状态。
1.稳定偏置：通过集结区的偏置电压来稳定晶体管的工作点。
这个偏置电压可以使集结结区的二极管处于正向偏置状态。
2.输入信号：通过将输入信号电压附加在基区时，可以改变集结结区二极管的电场分布。
当输入信号电压高于一些阈值时，集结结区二极管开始导通。
3.晶体管饱和：当集结结区二极管导通时，基区的电流会极大增加，导致晶体管进入饱和状态。
在饱和状态下，晶体管的集电极电流将近似于直流驱动电流。
4.输出信号：晶体管的饱和状态使得输出电压趋近于接近集电极电流的电源电压。
根据以上的工作原理，单结晶体管触发电路具有以下特点：1.简单：单结晶体管触发电路只需要一个晶体管和少量的外部元件，所以它的设计和实施都相对简单。
2.快速：由于晶体管本身的快速开关特性，单结晶体管触发电路可以实现高速开关操作，适用于需要快速开关的应用领域。
3.高可靠性：晶体管是一种稳定可靠的元件，所以单结晶体管触发电路在稳定性和可靠性方面具有优势。
4.小尺寸：由于单结晶体管触发电路仅由一个晶体管和少量的外部元件组成，所以它的尺寸相对较小，适用于空间有限的应用场景。
此外，单结晶体管触发电路还常用于时序电路和计时器中。
由于其高速开关特性和稳定可靠性，它可以实现精确的时序控制和计时功能。
因此，在电子钟、计时器、频率计等应用中也经常使用单结晶体管触发电路。
总而言之，单结晶体管触发电路是一种功能强大、可靠性高、适用范围广的电子元件。
它的工作原理简单明了，应用场景广泛，是电子电路设计和实施中不可或缺的一部分。
单结晶体管触发电路
单结晶体管触发电路在可控整流电路中，为使晶闸管在要求时刻导通，触发电路必须在每个正半波准确提供相同控制角触发脉冲串，而且控制角大小又可以人为调节，才能实现可控的目的。
触发电路种类繁多，此处介绍单结晶体管触发电路。
单结晶体管结构•基片：低电子浓度（两基极之间上下阻值很高，电流很小）、高电阻率的N型硅片，上下两端引出第二、第一基极（双基二极管），•硅片靠近上部烧结一片空穴浓度很高的P型硅片，引出发射极。
•管子一共三个电极，一个PN结，称为单结晶体管。
•下段电阻R B1所得的电压与两基极之间电压的比值称为分压比。
约0.5~0.9•使用时在发射极和第一基极之间加一个可调的正电压，将引起发射极电流，发射极电流和发射极电压之间的函数关系叫单结晶体管伏安特性。
•当发射极电压为第一基极电压+0.6V时，PN结导通，此时发射极电压叫做峰点电压，对应的电流叫做峰点电流。
•PN结导通后，P片高浓度空穴注入N片第一基极位置，使第一基极位置的载流子浓度增加，电阻率减小，第一基极的电阻R B1随即变小，出现伏安特性下降段的负阻区（电流增大，电压反而减小）。
•发射极电压跌至最低的数值叫做谷点电压U V，对应的电流叫做谷点电流，单结晶体管工作在谷点时，表明P区注入N区的载流子浓度达到极限，R B1阻值降低到最小值了，此时如果发射极外部电路提供不了谷点电流，则R B1增大使U B1增大，PN结反偏关断。
单结晶体管震荡电路•U g为输出电压，由于单结晶体管两基极电阻很大，则R1上边的压降可以忽略不计，输出电压为零。
•接通电源后，电源为电容C充电以后，电容电压不断上升，当达到单结晶体管发射极峰点电压时，发射极和第一基极之间的PN结导通，电容对R B1、R1放电，电流注入R B1然后其阻值迅速下降，这样C 仅通过R1放电。
R1的电阻值远远小于电阻R，所以充电比放电要慢，当随着放电电压下降到谷点电压时，提供不了谷点电流给单结晶体管，又电源提供给第一基极的电压U B1高于发射极电压，PN结反偏关断。
单结晶体管触发电路
优点：单结晶体管触发电路比较简单，温度性能比较好，有一定的抗干扰能力，
缺点：脉冲前沿陡，输入功率较小，脉冲宽度较窄，只能承受调节RP （电位器R2）,无法加入其它信号，移相范围≤180°，
一般为150°此电路可以用在单相可控硅整流电路要求不高的场合，能触发50A 以下的晶闸管。
交流电压经桥式整流和稳压后削波后得到梯形电压。
脉冲电压形成时梯形同步电压经R2、R3对电容C 充电，
C 两端电压上升到单结晶体管峰点电压UP(BT33的峰点电压）时，单结晶体管由截止变为导通，通过e---b1---R5放电，
放电电流在电阻RB1（放电电阻R5)上产生一组尖顶脉冲电压，由RB1(放电电阻R5)输出一组触发脉冲，其中第一个脉冲使晶闸管触发导通，后面的脉冲对晶闸管工作没有影响。
随着C 的放电，当电容两端电压下降到单结晶体管谷点电压UV(BT33谷底电压）时单结晶体管重新截止，
C 重新充电，重复上述过程。
RB1(放电电阻R5)上又输出一组峰顶脉冲电压，这个过程重复进行。
当梯形电压过零点时，电容C 两端电压也为零，因此电容每一次连续充放电的起点就是电源电压过零点，这样就保证输出电压的频率和电源频率同步。
移相是通过改变RP(电位器R2)的大小实现的，改变RP(电位器R2)的大小可以改变C 的充电速度，因此就改变了第一个脉冲出现的时间，从而达到了移相的目的。
课题5.单结晶体管触发电路
2. 为使触发时间准确，触发脉冲的前沿要陡。（前沿时间不大于 10μs）
3.触发脉冲必须与主电路晶闸管的阳极电压同步。 4.触发脉冲要有一定的宽度，以保证晶闸管可靠地导通。（电阻负 载电路，脉冲宽度应大于20μs） 5.脉冲的相位能平稳地移动，并有足够宽的移相范围。 6. 触发电路在不输出触发脉冲时 ，电路输出的漏电压不应大于 0.25V ，以免发生误触发。
二、单结晶体管
2.单结晶体管等效电路
二、单结晶体管
3.单结晶体管符号与实物
第一基极b1 发射极e 第二基极b2
二、单结晶体管
4.单结晶体管的伏安特性
单结晶体管测试电路
单结晶体管测试等效电路
二、单结晶体管
4.单结晶体管的伏安特性
当开关S闭合，电压Ubb通过单结 晶体管等效电路中的rbl和rb2分压， 得A点电位UA，可表示为
C
U GT
相对应的门极直流电压 ， 一般为1V ~ 5V
0
(b)
一、对触发电路的要求
常见的触发脉冲电压波形
正弦波
尖脉冲
方波
强触发脉冲
脉冲列
VT1
RP
R C
对于并联晶闸管的大电流变流装置及串联 晶闸管的高电压装置，应采用强触发脉冲。
VT2 RP
R C
一、对触发电路的要求
采用强触发脉冲的目的是：缩小晶闸管
注意：阳极加正向电压是指阳极电位高于阴极电位，阳极电位可
以是正也可以是负。门极正向电压是指门极电位高于阴极电位。
晶闸管关断条件：流过晶闸管的阳极电流小于维持电流。 方法：可以通过降低晶闸管阳极－阴极间电压或增大主电路中的 电阻。
分析单结晶体管触发电路
谷点电流IV。由于UE随IE增大而减小，动态电阻 reb1
U E I E
为负值，故从P点到V
点这段曲线称为单结晶体管的负阻特性。对应这段负阻特性的区域称为负阻区。
V点以后，当IE继续增大，空穴注入N区增大到一定程度，部分空穴来不及与 基区电子复合，出现空穴剩余，使空穴继续注入遇到阻力，相当于RB1变大，因 此在V点之后，元件又恢复正阻特性，UE随着IE的增大而缓慢增大。这段区域称 为饱和区。显然，UV是维持管子导通的最小发射极电压，一旦UE<UV，管子将 截止。
2020年9月27日星期日
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学习情第境7一章单相电可控力整电流子电技路术的制作
由上述分析可知，单结晶体管具有以下特点：
பைடு நூலகம்1.当发射极电压UE小于峰点电压UP时，单结晶体管为截 止状态，当UE上升到峰点电压时，单结晶体管触发导通。
2.导通后，若UE低于谷点电压UV，单结晶体管立即转入 截止状态。
3.峰点电压UP与管子的分压比η及外加电压UBB有关。 η
接上外加电源UEE，调整RP使UE由零逐渐加大，在UE<UA+UD=ηUBB+UD时 （UD为等效二极管的正向压降），二极管因反偏而截止，发射极仅有很小的反 向电流流过。E与B1间呈现很大的电阻，管子处于截止状态，这段区域称截止区。 如图b中OP段。
当UE升高到UE=ηUBB+UD时，达到图b中P点，二极管开始正偏而导通。IE随 之开始增加。P点所对应的发射极电压UP和电流IP分别称为单结晶体管的峰点电
2020年9月27日星期日
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学习情第境7一章单相电可控力整电流子电技路术的制作
当E极开路时，图中A点对B1极间电压（即上压降）为
式中
实验一单结晶体管触发电路实验（1）
1实验一 单结晶体管触发电路实验一、实验目的(1)(1)熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及电路中各元件的作用。
熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及电路中各元件的作用。
熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及电路中各元件的作用。
(2)(2)掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。
掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。
掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。
二、实验所需挂件及附件1. DJK01 电源控制屏电源控制屏电源控制屏2. DJK03-1 晶闸管触发电路晶闸管触发电路晶闸管触发电路3. 双踪示波器双踪示波器三、实验原理图1-1 单结晶体管触发电路单结晶体管触发电路利用单结晶体管利用单结晶体管((又称双基极二极管又称双基极二极管))的负阻特性和RC 的充放电特性，可组成频率可调的自激振荡电路，如图1-1所示。
所示。
图中V6为单结晶体管，由等效电阻V5和C1组成组成RC 充电回路，由C1C1，，V6和脉冲变压器组成电容放电回路，和脉冲变压器组成电容放电回路，调节调节RP1即可改变C1充电回路中的等效电阻。
阻。
工作原理简述如下：工作原理简述如下：由同步变压器副边输出由同步变压器副边输出60V 60V 60V的交流同步电压，的交流同步电压，经VD1VD1半波整流，半波整流，再由稳压管再由稳压管V1V1V1、、V2V2进行削波，进行削波，进行削波，从而得到梯形波电压，从而得到梯形波电压，从而得到梯形波电压，其过零点与电源电压的过零点同步，其过零点与电源电压的过零点同步，其过零点与电源电压的过零点同步，梯形波梯形波通过通过R7R7R7及等效可变电阻及等效可变电阻及等效可变电阻V5V5V5向电容向电容向电容C1C1C1充电，充电，当充电电压达到单结晶体管的峰值电压U P 时，单结晶体管时，单结晶体管V6V6V6导通，电容通过脉冲变压器原边放电，脉冲变压器副边输出导通，电容通过脉冲变压器原边放电，脉冲变压器副边输出脉冲。
单结晶体管触发电路原理及各店波形
单结晶体管触发电路原理及各店波形单节晶体管触发电路1原理图是：实验目的是：（1）熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及电路中各个元件的作用（2）掌握单结晶体管触发电路的调试步骤与方法（3）熟悉与掌握单结晶体管触发电路各主要点的波形测量与分析实验原理：有原理图可知，由同步变压器变压器副边输出60V 的交流同步电压，经过D1的半波整流得到T1点的波形图，经过稳压管D3的稳压使图T2处的波形进行嵌位，使梯形波电位嵌位，可得到梯形波的波形即T2的波形图如图所示，T1和T2的波形图为下图(其中蓝色线是T3的波形,橙色表示的是T2的波形,R2未变动之前)当R2变化时（R2=10kΩ），由于T2处稳压管的嵌位，是的R2变化时T2处电压保持不变，此时R2和滑动变阻器R8串联分T2的电压，由于R2的电阻增大，由电阻串联可知，R2分的的电压就会增大，从而使滑动变阻器两端的电压变小，即T3处的电压变小，图像如下所示：（蓝线表示的是T3的波形，橙线表示的是T2的波形）T6后面是由两个三极管构成的放大和移相环节，主要由晶体管Q1和Q2组成，Q1的作用是放大，Ｑ２的作用是等效可变电阻，由外部输入的移相控制电压经晶体管Ｑ１放大后，作为晶体管Ｑ２当梯形波电压过零时单结晶体管的ｅ和第一基极ｂ１导通，电容的基极控制信号，使Q2的集电极电流顺着T6处电压的变化而变化，起到可变电阻的作用。
即改变T6处的点位就可改变电容Ｃ的充电时间常数，也就是说改变了单结晶体管峰点电压到来的时刻，从而实现对输出脉冲的移相控制。
此外，单节晶体管Q3和电容器C1共同组成了单结晶体管触发电路的脉冲形成和输出环节，此时同步电源通过R4和三极管Q2向电容器C1进行充电，电容器两端电压成指数上升，即T4处的波形如图所示：T2和T4处的波形图单结晶体管的发射极电压等于电容两端的电压，所以当电容器C1上的充电达到单结晶体管Q3的峰点电压时，单结晶体管Q3由电阻断状态的截止区转变为负阻区时，其发射极e与第一基极B1导通，当单结晶体管导通时，其第一基极的电阻急剧减小，就使电容器C1通过单结晶体管的第一基极B1和R6迅速放电，电容器C1在放电的同时在T5处形成尖脉冲电压，当电容器C1两端的电压下降到单结晶体管的谷点时，单结晶体管截止。
(完整版)单结晶体管触发电路(解析)
单结晶体管触发电路浏览2695发布时间2009-03-20单结晶体管触发电路之一图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ug。
(a) 张弛振荡电路(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uc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20Ω），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ug，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，不能用来触发晶闸管。
单结晶体管触发电路之二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。
UI是触发电路的输入电压，由各种信号叠加在一起而得。
UI经T1放大后加到T2。
当UI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，UI减小时，T2的电阻变大。
因此，T2相当于一个可变电阻，随着UI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。
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。
图2 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。
单结晶体管触发电路之三——单相半控桥式整流电路图3 由单结晶体管触发的单相半控桥式整流电路改变电位器R P的数值可以调节输出脉冲电压的频率。
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单结晶体管触发电路
浏览2695发布时间2009-03-20
单结晶体管触发电路之一
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ug。
(a) 张弛振荡电路(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uc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20Ω），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ug，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，不能用来触发晶闸管。
单结晶体管触发电路之二
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。
UI是触发电路的输入电压，由各种信号叠加在一起而得。
UI经T1放大后加到T2。
当UI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，UI减小时，T2的电阻变大。
因此，T2相当于一个可变电阻，随着UI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。
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。
图2 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。
单结晶体管触发电路之三——单相半控桥式整流电路
图3 由单结晶体管触发的单相半控桥式整流电路
改变电位器R P的数值可以调节输出脉冲电压的频率。
但是（R P＋R）的阻值不能太小，否则在单结晶体管导通之后，电源经过R P和R供给的电流较大，单结晶体管的电流不能降到谷点电流之下，电容电压始终大于谷点电压，因此，单结晶体管就不能截止，造成单结晶体管的直通现象。
选用谷点电流大一些的管子，可以减少这种现象。
当然，（R P＋R）的阻值也不能太大，否则充电太慢，使晶闸管的最大导通角受到限制，减小移相范围。
一般（R P＋R）是几千欧到几十千欧。
单结晶体管触发电路输出的脉冲电压的宽度，主要决定于电容器放大电的时间常数。
R1或C太小，放电快，触发脉冲的宽度小，不能使晶闸管触发。
因为晶闸管从
阻断状态到完全导通需要一定时间，一般在10uf以下，所以触发脉冲的宽度必须在10uf 以上。
如选用C＝0.1~1uF，R1=250~100Ω，就可得到数十微秒的脉冲宽度。
但是，若C
值太大，由于充电时间常数（R P+R）C的最小值决定于最小控制角，则（R P+R）就必须很小，如上所述，这将引起单结晶体管的直通现象。
如果R1太大，当单结晶体管尚未导通时，其漏电流就可能在R1上产生较大的电压，这个电压加在晶闸管的控制极上而导致误触发。
一般规定，晶闸管的不触发电压为0.15 0.3V，所以上述电压不应大于这个数值。
脉冲电压的幅度决定于直流电源电压和单结晶体管的分压比。
如电源电压为20V，晶体管的分压比为0.5，则在单结晶体管导通时，电容器上的电压约为10V，除去管压降外，可以获得幅度为7~8V的输出脉冲电压。
根据上述数据，输出脉冲的宽度和幅度都能满足触发晶闸管的要求。
图3中的电阻R2是作温度补偿用的。
因为在U P＝U BB＋U D的式中，分压比几乎不随温度而变，而U D将随温度上升而略有下降。
这样，U P就要随温度而变，这是不希望的。
当接入R2（及R1）后，U BB是由稳压电源的电压U Z经R2、R BB、R1分压而得，而R BB随温度上升而增大，因此在温度上升后，R BB增大，电流
就减小，R1和R2上的压降也相应减小，U BB就增大一些，于是补偿了U D因温度上升而下降之值，从而使峰点电压U P保持不变。
⑴稳压管的作用是将整流电压u o变换成梯形波（削去顶上一块，所谓削波），稳定在一个电压值U Z，使单结晶体管输出的脉冲幅度和每半周产生第一个脉冲（第一个脉冲使晶闸管触发导通后，后面的脉冲都是无用的）的时间不受交流电源电压波动的影响。
图4中示出了单结晶体管触发电路中各处电压的波形。
图4 电压波形
⑵通过变压器将触发电路与主电路接在同一电源上，所以每当主电路的交流电源电压过零值时，单结晶体管上的电压U Z也过零值，两者同步。
在U Z过零值时，单结晶体管基极间的电压U BB也为零。
如果这时电容器上还有残余电压，必然要向R1放电，很快放掉，以保证电容器在每一半波之初从零开始充电。
这样，才能使每半周产生第一个脉冲的时间保持不变，
即，从而使晶闸管的导通角和输出电压平均值保持不变。
因此，变压器不仅是个整流变压器，而且还起同步作用，故也称为同步变压器。
图5（a）的电路是起不到同步作用的。
⑶如果改变电位器R P的电阻值，例如增大阻值，电容器C的充电变慢，因而每半波出现第一个脉冲的时间后移（即 角增大），从而使晶闸管的导通角变小，输出电压的平均值也变小。
因此，改变R P是起移相的作用，达到调压的目的。
这三个问题就是稳压管的削波作用，变压器的同步作用，改变R P的移相作用。
图5 (a)(b)。