单结晶体管及触发电路

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看一看单结晶体管触发电路如图3-1所示，注意观察电路中所用的元器件，特别是有关元器件的型号或参数。

三极管9012的管脚图如图3-2所示，单结晶体管BT33的管脚图如图3-3所示。

图3-1 单结晶体管触发电路图3-2 9012的管脚图图3-3 单结晶体管BT33的管脚图知识链接单结晶体管的基本特性：1．等效电路单结晶体管等效电路如图3-4所示。

r b1：E与B1间电阻，随发射极电流而变，即IE上升，r b1下降。

rb2：E与B2间的电阻，数值与IE无关。

rbb：两基极间电阻。

rbb = r b1 + rb2η：称为分压比，r b1与rbb的比值，η一般在0.3 ~ 0.8 之间。

图3-4 单结晶体管等效电路图2．导通条件VEE > ηVBB + VD (VD为PN结的正向电压)想一想如图3-1所示，单结晶体管触发电路是如何工作的？做一做1．检测图3-1所示电路中的元器件。

2．根据图3-1所示电路完成印制板图设计（板子尺寸：100mm×80mm）。

3．根据设计的印制板图在多孔板上完成电路的装接。

注意：电解电容、二极管、稳压二极管、三极管和单结晶体管的极性。

测一测用示波器实测并画出单结晶体管触发电路各点波形图，将结果画入如图3-5所示。

图3-5 测各点波形学一学单结晶体管触发电路工作特点：1．电源变压器的二次侧24V交流电压经单相桥式整流后由稳压管V5削波得到梯形波电压，该电压既作为单结晶体管触发电路的同步电压，又作为单结晶体管的工作电源电压。

2．V7、V8组成直接耦合放大电路，V7采用PNP型管，V8采用NPN型管，触发电路的给定电压（U1）由电位器RP调节，U1经V8放大后加到V7。

三极管V7相当于由U1控制的一个可变电阻，它起到移相的作用。

3．V9~V11是三极管V8的基极正反向电压保护作用。

单结晶体管触发电路用单结晶体管组成的触发电路具有结构简单、VT1211调节方便、输出功率小和输出脉冲窄等特点，适用于50 A以下晶闸管的触发电路。

图6 -14是单结晶体管组成的触发电路。

电源U和R、C构成充电回路；C，RB1和单结晶体管结构成放电回路。

为了使电路处于自激振荡工作状态，射极电压UE=U-iER所表示的射极负载线应与发射结特性交于负阻区。

设电容C上的初始电压uc=0。

接通电源U后，一方面它通过RB1、RB2在E与B．结间建立峰点电压UP;另一方面其经R向电容C进行充电，则UE=UO按指数规律上升，如图6-15所示。

在UE<UP期间，管子截止，输出电压uc =0。

当UE≥UP时，管子导通，电阻RB1急剧减小，电容C向R1放电，由于R1取值较小，一般为50～100Ω，放电很快，放电电流在R1上形成一脉冲电压UG，如图6-15所示。

而电阻R的阻值取得较大，当电容电压uc下降到单结晶体管的谷底电压Uv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Iv，于是管子截止。

电源再次经过R向C充电，重复上述过程，于是在电阻R1上又得到一个脉冲电压UG。

以上电路有一个缺点，即不满足“同步”。

而在前述的可控整流电路中，晶闸管是串在主回路中来调节输出电压的大小，晶闸管在每次承受正向偏压期间，要求第一个触发脉冲出现的时间均相同，这样可获得稳定的直流电压输出，即保持同步。

为了克服以上缺点，常用的是如图6 -16所示的完全可控的同步触发电路。

图6 -16中，Ts为同步变压器，其作用是使副边供给触发电路电源原边主回路电源为同一频率。

副边经桥式整流和稳压管削波限幅后，得到梯形波电压uB作为触发电源电压。

当交流电源u1过零时，U2和UB同时过零，因此单结晶体管RB1、RB2的之间电压UBB 也过零，使管子内部电位UA =O，可使电容C上电荷很快释放。

在下一个半周开始时，基本从零开始充电，这样才能保证每个半周期触发电路送出的第一只脉冲过零时刻的口角一致，起到同步作用。

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。

单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电路实验报告实验目的：研究单结晶体管触发电路和单相半波可控整流电路的特性。

实验器材：单结晶体管、电阻、电容、整流电路板、交流电源。

实验原理：1.单结晶体管触发电路：单结晶体管触发电路是一种常用的触发电路，可用于控制开关电路，使电路开启或关闭。

单结晶体管的基极和发射极之间的电流可以通过控制功率电源的输入电压来调节，从而实现对整个触发电路的控制。

2.单相半波可控整流电路：单相半波可控整流电路主要包括一个可控硅管和一个载流电阻。

通过控制可控硅管的导通角，可以实现对交流电的半波整流，将交流电转换为直流电。

实验步骤：1.搭建单结晶体管触发电路：根据实验要求，接入单结晶体管、电阻和电容，连接交流电源。

确定合适的电流和电压参数。

2.调节交流电源输出电压，观察并记录单结晶体管的调节情况。

3.搭建单相半波可控整流电路：根据实验要求，接入可控硅管和载流电阻，连接交流电源。

确定合适的电流和电压参数。

4.调节交流电源输出电压，观察并记录可控硅管的导通角度和整流电路的输出情况。

实验结果：1.单结晶体管触发电路的调节情况：在不同的输入电压下，单结晶体管的输出电流变化情况。

2.单相半波可控整流电路的输出情况：记录不同导通角度下，整流电路的输出电流和输出电压。

实验讨论：根据实验结果，分析单结晶体管触发电路和单相半波可控整流电路的特性和工作原理。

对于单结晶体管触发电路，可以控制电路的开启和关闭，实现对电路的控制。

对于单相半波可控整流电路，可以将交流电转换为直流电，实现对电流的整流。

实验一单结晶体管触发电路及单相半波可控整流电路实验组员：毕涛、付晨、李国涛一．实验目的1．熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及各元件的作用。

2．掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。

3．对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻—电感负载时工作情况作全面分析。

4．了解续流二极管的作用。

二．实验内容1．单结晶体管触发电路的调试。

2．单结晶体管触发电路各点波形的观察。

3．单相半波整流电路带电阻性负载时特性的测定。

4．单相半波整流电路带电阻—电感性负载时，续流二极管作用的观察。

三．实验线路及原理将单结晶体管触发电路的输出端“G”“K”端接至晶闸管VT1的门极、阴极，即可构成如图1-1所示的实验线路。

四．实验设备及仪器1．教学实验台主控制屏；2．NMCL—33组件；3．NMCL—05(E)组件；4．MEL－03(A)组件；5．双踪示波器（自备）；6．万用表（自备）。

五．注意事项1．双踪示波器（自备）有两个探头，可以同时测量两个信号，但这两个探头的地线都与示波器的外壳相连接，所以两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上，否则将使这两点通过示波器发生电气短路。

为此，在实验中可将其中一根探头的地线取下或外包以绝缘，只使用其中一根地线。

当需要同时观察两个信号时，必须在电路上找到这两个被测信号的公共点，将探头的地线接上，两个探头各接至信号处，即能在示波器上同时观察到两个信号，而不致发生意外。

2．为保护整流元件不受损坏，需注意实验步骤：（1）在主电路不接通电源时，调试触发电路，使之正常工作。

（2）在控制电压U ct=0时，接通主电路电源，然后逐渐加大U ct，使整流电路投入工作。

（3）正确选择负载电阻或电感，须注意防止过流。

在不能确定的情况下，尽可能选择较大的电阻或电感，然后根据电流值来调整。

（4）晶闸管具有一定的维持电流I H ，只有流过晶闸管的电流大于I H ，晶闸管才可靠导通。

实验中，若负载电流太小，可能出现晶闸管时通时断，所以实验中，应保持负载电流不小于100mA 。

实验三 晶闸管触发电路——单结晶体管触发电路一、实验目的：1、 掌握单结晶体管触发电路的工作原理；2、 学会使用示波器测量单结晶体管触发电路的个点电压波形；一、实验仪器设备：1、 ZEC-410型实验台2、 EM-11实验挂箱3、 双踪示波器一台4、 万用表一块、一字型螺丝刀一把（调节RP1用）三、实验原理：单结晶体管触发电路，是利用单结晶体管（双基极二极管）的负阻特性和RC 的充放电特性，构成频率可调的自激振荡电路，如图3-1所示0%R1R2R3R4R5R6D1D2VST1VST2C1V1V2C2T123456T2K GV3RP1图3-1 单结晶体管触发电路由同步变压器T1副边输出的交流同步电压，经D1半波整流，再由稳压管VST1,VST2进行削波，而得到梯形波电压，其过零点与晶闸管阳极电压的过零点一致，梯形波通过R5,V2向电容C2充电，当充电电压达到单结晶体管的峰点电压时，单结晶体管V3导通，从而通过脉冲变压器T2输出脉冲。

同时C2经V3和T2原边放电，由于时间常数很小，U c2很快下降至单结晶体管的谷点电压,V3重新关断，C2再次充电。

每个梯形波周期，V3可能导通，关断多次，但只有第一个输出脉冲起作用。

电容C2的充电时间常数由R7和V2的等效电阻等决定，调节RP1的滑动触点可改变V1的基极电压，使V1,V2都工作在放大区，即等效电阻可由RP1来调节，也就是说一个梯形波周期内的第一个脉冲出现时候（控制角）可由RP1来调节，控制第一个尖脉冲的出现时刻，实现脉冲的移相控制。

四、实验内容及步骤：1、将控制台左上角的交流数字电压表（如图3-2所示）切换到300V档，用专用连接线将图3-2 数字交流电压表（左）及数字交流电流表（右）数字交流电压表接到单、三相可调交流电源输出的“U”孔和“N”孔中，如图3-3所示图3-3 单、三相可调交流电源调节“交流电源输出调节”旋钮，使电压表读数为200V；2、将连接交流电压表的两根连线改接到EM-11挂箱的“同步交流电压输入”端，并打开EM-11挂箱右下角的电源开关，T1原边同步交流电压信号已在内部接好。