程控單結晶體管PUT(Programmable Uniguction Tr-ansistor),又稱可編程單結晶體管或可調單結晶體管,程控單結晶體管實質上是一個N極門控晶閘管的功能,但因它與單結晶體管的用途相近,故納入單結管之列。它與單結晶體管也有重工區別。單結管一經制成,從外部就無法改變rB1、rB2、RBB、ηV、IP、IV等參數值,加之工藝的離散性導致同類單結管的ηV值總會存在一定的偏差,這就給用記帶來不便。程控單結晶體管圓滿解決了上述問題,它是用外部電阻R1、R2取代內基極電阻rB1、rB2,只需改變二者的電阻比,即可從外部調整其參數值。正是由于PUT器件使用靈活,用途廣泛,因此頗受使用者歡迎。
PUT器件的外形與小功率晶體管相同,也有金屬殼和塑料兩種封裝形式,見圖。國產型號為BT 40、XG 901 D等,國外典型產品有2 N 6027、2 N 6028。國外還研制成外形尺寸為1.1×1.5×2.9(mm)的超小型程控單結晶體管。下面介紹其工作原理及檢測方法。
1.工作原理
程控單結晶體管的結構、等效電路及符號如下圖所示。它屬于PNPN四層、三端、具有負阻特性的半導體器件。三個引出端分別是陽極A,陰極K,門極G。門極是從靠近陽極的N型半導體上引出①。PUT等效于由PNP硅管T1和NPN硅管T2構成的互補晶體管。當VA>VG+0.7V(0.7V是T1的發射結正向壓降VEB)時,T1導通,IC1↑,使T2導通,IC2↑,這就進一步促使T1導通,形成正反饋,導致A-K間電阻急劇下降,呈現負阻特性。程控單結晶體管與單結晶體管的性能比較見表1。BT 40型主要參數見表。
程控單結晶體管具有參數可調、觸發靈敏度高、漏電流小、脈沖上升時間快(約60ns)、輸出功率較大等優點,不僅能構成可控制脈沖波或鋸齒波發生器、過壓保護器、長延時器,還能觸發晶閘管及大功率晶體管。下圖給出兩種典型用法。
2.檢測方法
(1)識別程控單結晶體管的電極
由圖2不難看出,僅在陽極A與門極G之間有一個PN結,而在A-K、G-K之間都有多個正、反向串聯的PN結。據此可首先確定A、G兩電極,剩下的電極肯定是陰極K。
將萬用表撥至R×1k檔,兩支表筆各任意接一個電極。只要測得低電阻值,證明測的是PN結正向電阻,這時黑表筆接的是陽極,紅表筆接門極。這是因為G-A之間反向電阻趨于無窮大,A-K間電阻也總是無窮大,均不會出現低阻的情況。
(2)檢查程控單結晶體管的觸發能力
因為程控單結晶體管的觸發靈敏度很高,所以在開路時只要門極上有感應電壓,也能使A、K導通。為此可參照上圖所示電路,預先給A、G之間加一根短路線,強迫器件關斷。這時將萬用表置于R×1檔,黑表筆接A極,紅表筆接K極,讀數應為無窮大。然后斷開短路線,用手指觸摸G極,利用人體感應電壓使管子導通,A、K之間的電阻值應降成幾歐姆。由此證明管子已被觸發。否則說明管子已損壞。