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PUT电子电路
接线图
2024年01月28日 08:56 179
admin
可以说，最有用、最简单的电路配置之一是将两个晶体管连接成相当于单结晶体管的四层器件。它也可能是简单电路中价值最低和了解最少的电路之一。事实上，当我开始为这个页面寻找电路时，我惊讶于我不得不说这么多关于这样一个简单的，两个晶体管的电路！然而，也许我不应该感到惊讶，因为 GE 写了一整本关于单结晶体管应用的书，而且在性能方面，这种配置与 UJT 有很多共同点。4 层器件的基本连接如下图所示，配置是晶闸管（或 SCR - 硅控整流器）、双向晶闸管、双向晶闸管、SBS（硅双边开关）以及可编程单结或 PUT 的基础。
当两个晶体管都不导通时，则没有电流流动。然而，只要任一晶体管中有任何电流流动，该电流就会成为另一个晶体管的基极电流，并且两个晶体管都会相互接通。这意味着您必须使用良好的低泄漏晶体管来制作此电路，否则泄漏电流将导致其无法工作。然而，几乎任何现代硅晶体管都足够了，因为现在的制造商通常不制造漏电晶体管！
如果您看不出这是 4 层，请考虑两个晶体管：顶部是 PNP，底部是 NPN。顶部（N）的基极连接到底部（也是 N）的集电极。同样，顶部集电极的 P 连接到底部基极的 P，因此整体成为 NPNP 4 层器件。如图所示，它有 4 个端子，但在大多数实际设备中只有三个端子被端接 - 虽然具体三个取决于设备！
作为 SCR，端子为 A、K，B1 为栅极。很容易看出流入 B1 的小基极电流是如何导致器件硬启动的。
PUT（可编程单结晶体管）
下图显示了作为 PUT 连接的 4 层器件：在这两个电阻中，定义了基极间电阻和正常单结的对峙比。现在我想很多访问者不会对单结一无所知——但我不打算在这里介绍它们（如果我收到足够多的电子邮件，我可能会改变主意！）因为除了振荡器之外它们真的没什么用，我正在报道。反正我一直用晶体管对！
SBS（硅双边开关）
现在似乎相当不受欢迎的一种设备是 SBS。它是用于触发 Triac 的触发装置。三端双向可控硅开关往往需要相当高的电流脉冲才能打开它们，这通常是通过给电容器充电然后在达到设定电压时将其电荷倾倒到三端双向可控硅开关栅极来安排的。SBS 是用于执行转储的设备。
如图所示，两个相同的电路反并联排列，一个用于正电压，另一个用于负电压。考虑一个上升的正电压，就像在 A2 上的充电电容器上一样。电路的左侧部分将运行，但在低电压下，因为电路从零开始，没有基极电流，所以两个晶体管都不导通。Z1 正向偏置，但没有电流流动，因此全电压通过 Z2。该电路保持不导通状态，直到 Z2 在其击穿电压下开始导通。现在电流流入左侧 PNP 的基极，晶体管对导通。
您可以看到另一半对相反的电压周期做同样的事情。
PUT振荡器
在该电路中，晶体管的基极由两个 1K 电阻保持在 5v（使用 10v 电源）。相等的值给出 0.5 的“对峙比”。显然这个 UJT 是可编程的，所以这个比率可以随意改变，比如在 1K:10K 和 10K:1K 之间。如果您想进行试验，请使用 1K 或 2K 预设。
上电时，电容器最初会放电，因此 PNP 晶体管的发射极上没有电压 - 因此其基极 - 发射极反向偏置并且没有电流流动。电容器开始通过 470K 电阻充电至 10v。当它达到大约 5.5 伏特时，发射极-基极结不再反向偏置，小电流开始流动。然后两个晶体管都硬导通。电容器通过两个晶体管快速放电。然而，当电容器放电过多时，不再有足够的电流来保持两个晶体管导通 - 因此它们会关闭。循环重复。该电路是一个振荡器。从 NPN 发射极流出的电流是脉冲式的，一些电路在此处放置一个电阻器以使用脉冲。PNP 发射极上的电压（在单结中，是发射器）是一个很好的锯齿波，但处于高阻抗状态，所以不要加载太多。两个 1K 电阻器的连接点可用作较低电阻的输出，但（如图所示）这是一个约 40 µS 的负向脉冲，间隔约为 40 毫秒，因此占空比约为 1:1000！
两个 1K 电阻器可以进行相当大的改变以改变锯齿波高度（和频率）。电容器可以广泛变化以改变频率。您需要在 470K 电阻所在的位置保持相当高的值，否则电路不会振荡。最小值取决于晶体管的增益，低增益晶体管的最小值较低，这在当今并不常见。
这是一个很好、可靠的锯齿波发生器，可能是单结的主要用途。然而，我更喜欢这个振荡器的一个变体......
更好的 PUT 振荡器
对于纯粹主义者来说，此电路中不存在“4 层连接”，但如果将其与上面的电路进行比较，您会发现它有多么相似。主要优点是脉冲输出可从 NPN 的收集器获得。我在这个电路上使用了一个变体来闪烁我们的圣诞树灯——也许我会在明年写一个！
交通信号灯
振荡器的最后一个变体是我构建的电路，用于替换标准的自动交通信号灯闪光器。
与上一个电路非常相似，NPN 晶体管已成为达林顿对，因此它有足够的电流驱动来点亮灯。当然，第二个晶体管必须是功率类型，足以处理灯泡电流。注意发射器中的 Rx。当灯正常工作时，电压应下降约 0.75 伏，以便打开额外的晶体管。该晶体管使定时电容器放电。由于放电速度较慢，所以灯会亮的时间更长。这里的巧妙之处在于，如果灯泡短路，电容器会很快放电（二极管和 100R 负责），因此仪表板指示器上的效果清晰可见。此外，如果灯泡发生开路故障，闪光速度也会减慢。再次，清晰可见。
双稳态
所以我们在这里考虑的一对是可编程单结——而 UJT 除了振荡器之外对任何东西都没有好处？错误的！这是使用其中两对的双稳态。
该电路的操作非常明显 - 如果您了解基本对。但是这个特殊的电路也有一个有趣的应用，作为“快动作”免费跟随器。拆下两个电容器并通过连接的底座驱动电路。它可以用作非常快速的 MOSFET 驱动电路。
施密特触发器
这是一个 Schmidt，与您以前见过的任何人都不一样。它有一些不寻常的特性——其中一些是明显的优势，一些是劣势。没有“最佳电路”——执行特定功能的不同方法有不同的用途。
输入通过 2K2 到 Tr1 的基极。最初考虑 0v 的输入：Tr1 和 Tr2 将关闭，Tr3 将输出拉高。现在考虑输入缓慢上升。当它达到大约 550mV 时，Tr1 将开始导通。但是只要有任何电流流过 Tr1，它也会打开 Tr2，并且这对电流会突然导通。Tr3 将被关闭。在这种状态下，流入 Tr2 发射极的唯一电流是流入连接到 Tr2 发射极的 100K 的 100µA（假设为 10v 电源）。现在进入 Tr2 发射极的电流必须从其集电极流出，正是这种电流使 Tr1/Tr2 保持导通。
现在考虑输入电压开始下降的情况。有 100µA 保持这对，所以要关闭它们，我们必须从 Tr1 的基极抢走这 100µA。我们只能通过将输入降低 220mV（100µA 通过 2K2）来做到这一点。所以开启点由 Vbe 设置，关闭点由 2K2 设置。
主要缺点有两个——首先是 Vbe 温度敏感性，但很多施密特触发器电路都会这样做。其次，当我说通过 Tr2 的电流为 100µA 时，我并未考虑负载电流。这样会混乱局面！然而，由于电容器提供的电流往往有助于 PUT 对的崩溃，因此该电路非常擅长使用电容性负载切换到低电平。
温控器
好的-我承认是。这个电路和上一个一样！这是施密特触发器的实际应用。
好吧，我希望你能看到相似之处！然而没有输入.... 2K2 变为 1K，33K 将 Tr1 的基极偏置到 440mV（使用 15v 电源）。33K 设置工作点，电路确实需要一个稳定的电压，如果只是为了驱动这个偏置链的话。
现在考虑 Tr1 升温时的情况。随着半导体变暖，其两端的电压会降低：在室温附近，每摄氏度降低约 2mV。如果 Vbe 下降约 110mV，则 440mV 将开始导通。110mV 应对应于 55°C - 因此我们预计它会在 80°C 左右运行。只需调整 33K 即可获得正确的工作温度。
如上所述，220K 与电源电压一起定义了一个电流，该电流必须由 1K 去除以关闭恒温器：我们正在考虑 15v 电源，因此 1K 两端的电压将为 15/(220+1)* 1 或 70 毫伏对应于约 35°C 的温度下降。
注意输出端的射极跟随器可以消除上述负载电流的影响。
我已经多次使用这个恒温器，它是一个非常成功的电路。
电场和漏电检测器
现在是完全不同的东西。它检测非常小的电流，例如由泄漏和变化的电场引起的电流。
Tr1 和 Tr2 是 PUT 连接对。没有什么可以打开它们：Tr1 的基极没有连接，Tr2 的基极只连接到 Tr4 的集电极，不能提供任何电流。如果 Tr4 打开，它将倾向于关闭 PUT 对。
如果这对打开，它们会将电流传递到 Tr3。Tr3 在打开 Tr4 之前为 C1 充电。Tr4 关闭 PUT 对。因此，如果这对打开，它们会保持一小段时间，然后再次关闭。
现在是有趣的部分。PUT 对（未连接基极-发射极电阻以使其不敏感）非常敏感。非常敏感，即使是几个电子也足以触发它。因此，如果任何带电物品在其中一个基座附近移动，那么非常小的感应电荷就足以将其点亮。每次打开时，输出都会发出一个小脉冲。将一个小耳机连接到输出端，你会得到一个模拟盖革计数器但对电荷运动或变化的电场或泄漏做出反应的东西。您所要做的就是将几英寸的电线连接到 A1 和 A2 以充当天线。
我将其用作电源线检测器：当靠近电源线时，'Geiger' 会发出尖叫声。或者它也可以用作泄漏检测器：将两个天线接触到一块玻璃上并在玻璃上呼吸。
电路的构造非常关键：由于它检测泄漏，因此基座周围电路板的任何泄漏都会导致问题。要么将这些端子置于空气中，要么将它们连接到聚四氟乙烯支架上，这样它们就不会接触电路板。如果电路能在玻璃板上检测到你的呼吸，那么电路板就是致命的。
该电路的另一种形式是人体检测器。为此，开启时间需要大约一秒钟，它会触发音频振荡器。我把它想象成一个放在桌子上的盒子，你能在它没有反应的情况下靠近盒子吗？几乎每个人都携带某种电荷，但它随湿度和人穿的衣服而变化很大，所以盒子喜欢一些人而对其他人几乎没有反应。我现在已将此电路添加到此站点。
比赛裁判电路
这是另一个有趣的电路。这是“啪”或“抢椅子”类型游戏的裁判。在“快照”模式下，第一个按下按钮的玩家会锁定其他所有人，而在“音乐椅”模式下，最后一个按下按钮的玩家会保持亮起。
该电路分为两部分：将容纳电源的主机、模式开关和复位开关。第二部分是“玩家”。您可以根据需要菊花链连接任意数量的播放器电路，使用 3 芯电缆进行连接，因此每个播放器都可以有一个输入（来自下一个播放器）和一个输出（到主控）。
在主机中，1µ 电容通过 10K 电阻变化。当玩家按下按钮时，少量电荷会流过玩家的 10n 电容器并打开他们的 PUT 对，因此玩家的灯泡会亮起。
在“音乐椅”模式下，主控模式开关打开（如图所示）。如果第二个玩家按下他们的开关，他们灯泡中流动的电流会导致负电源线上出现正尖峰。造成此尖峰的原因是标准灯泡的灯丝电阻随着变热而增加：冷灯丝将（瞬间）消耗额定工作电流的大约 10 倍。这会导致主机的 15R 电阻上的压降足以关闭第一个播放器。因此，最后一个按下按钮的玩家的灯泡会一直亮着。
在“快照”模式下，主控模式开关必须关闭。来自发光灯泡的电流现在被 15R 电阻感应并导致晶体管导通，现在给 1µ 电容二极管放电，因此中心线上没有电压，其他玩家的灯无法工作。
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