可编程单结晶体管（PUT）有是什么特点，和二极管/晶闸管有什么区别

可编程单结晶体管（PUT）是一种基于原始二极管类型单结晶体管构建的半导体器件。

虽然可编程单结晶体管的名称中有“可编程”一词，但它在使用软件等方面不具有可编程性，而是可以使用外部电阻来设置触发点。

该设备的名称是在 20 世纪 50 年代首次发明该设备后创建的，而术语“可编程”在当时具有非常不同的含义。

可编程单结还有另外两种类型的器件与之竞争并经常进行比较。它们是原始的或二极管单结晶体管，以及可控硅的晶闸管。

二极管和可编程单结晶体管之间的差异

二极管单结晶体管 DUJ 是第一种开发的单结类型。它被用于许多早期的电路设计中，即使现在当提到单结晶体管时，从所使用的电路符号可以看出，它仍然是原始类型。

这种形式的单结使用一根硅条，并在其中制造一个 PN 结。通用电气后来在20世纪60年代初开发了可编程单结晶体管，作为原始类型的更好替代品。

它们之间差异的第一个迹象可以通过电路符号看出。尽管发射极连接与通道元件成一定角度，但二极管单结看起来更类似于结型 FET。可编程单结的电路符号看起来更像晶闸管。

另一个关键区别是二极管组件只有一个结，而可编程组件的内部结构更像晶闸管。

此外，二极管单结的触发电压仅由器件本身决定，而可编程器件（器件的名称）则由两个外部电阻器的值决定。

PUT 与 SCR/晶闸管

可编程单结晶体管与更熟悉的晶闸管非常相似，通常称为可控硅整流器或 SCR。

结构非常相似，操作模式也非常相似，因为它们都是可用于控制电流的半导体器件。但也存在一些差异

• 触发：另一方面，可编程单结晶体管或 PUT 可以通过施加到其栅极端子的电压来触发。触发晶闸管最常用的方法是向其栅极端子施加小电流脉冲。这使得 PUT 比晶闸管更加通用，因为它们可以由各种不同的信号触发
  
• 导通电阻：单结晶体管的导通电阻一般比晶闸管低得多。
  
• 开关速度：可编程单结晶体管 PUT 的开关速度通常比晶闸管快得多，这非常有帮助，特别是在某些控制应用中。
  
• 应用：考虑到它们的整体性能，这两种类型的电子元件往往用于不同的领域，以充分利用它们的性能。单结更倾向于用于定时和振荡器电路，而晶闸管则倾向于用于功率控制电路设计。通常，可编程单结晶体管是比晶闸管更好的选择，因为快速开关速度很重要。通常在高电流和电压处理很重要的情况下选择晶闸管。

可编程单结晶体管 PUT 的结构

尽管可编程单结晶体管比基本的二极管单结晶体管更复杂，但它仍然是一种相对容易制造的器件。

PUT 由四层组成，p 型和 n 型区域以大致相等的比例交替。

该器件的结构看起来与晶闸管非常相似，但不同之处在于栅电极连接到紧邻 p 型阳极层的 n 型区域。

除了器件的基本半导体结构外，还在阳极、阴极和栅极层上制作欧姆接触，以便提供外部连接。

放置特性

对于可编程单结晶体管而言，重要的主要特性之一是阳极电压与阳极电流。

在考虑这一点时，应该记住，对于大多数电子电路设计，阳极连接到轨电压，阴极连接到地。栅极将连接到两个外部“编程”电阻，用于设置触发电压，或者更准确地说，设置隔离比、η 和图中所示的峰值电压 Vp。

对于 PUT 单结，我们发现随着阳极到阴极电压的增加，阳极电流最初也会增加。

然而，阳极电压不能增加超过某一点，并且这里发现由于电荷饱和，注入的电荷数量不能增加。

这意味着阳极电压实际上下降，导致特性曲线中出现负电阻区域。

阳极电压继续下降，直到达到最小值，此时阳极电压不再可能下降，因为电荷完全饱和。

在最小值（也称为谷点）之后，阳极电压再次开始上升，其行为类似于典型的 PN 结二极管。

负电阻区域特别有用，特别是在张弛振荡器电路设计中。

还值得注意的是峰值电压 Vp，它是 PUT 特性进入负电阻区域后的阳极到阴极电压。它通常发生在等于一个正向偏置 N 结二极管的电压 (0.7V) 加上栅极到阴极电压 Vg 的点。

可编程单结器件电路关键计算

可编程单结电路中使用了一些参数，这些参数与触发电压有关。

第一个是计算称为 Eta η 的值，这是器件栅极上设置的电压，也称为本征支座比。

为了计算峰值电压 V_p，可以使用以下公式：

Vp= 0.7V _+VG= 0.7V _+ V R 1 = 0.7V _+ ηV _ 

基本 PUT 单结电路

任何单结（无论是二极管形式还是可编程形式）的 msot 基本电路之一是简单张弛振荡器。

使用二极管单结的电路比可编程单结的电路更简单，因为这种电路需要额外的电阻器来设置或“编程”触发电压。

在张弛振荡器内，电阻器 R ₁和 R ₂设置峰值电压和固有隔离比 η。

电阻器R ₃限制阴极电流，而R ₃和C ₁设置振荡器的频率。

振荡器的输出可以取自R ₃和C ₁的连接点，这意味着任何负载都会改变振荡器的频率。如果需要相当准确的定时或频率功能，则建议像射极跟随器或源极跟随器这样的电路提供高阻抗负载。

另一种选择是从单结的阴极获取输出，这将大大减少电路的负载，尽管波形会有所不同。

所以，可编程单结晶体管是当今更广泛使用的类型。它确实需要额外的电子元件来实现张弛振荡器等简单电路，但就性能而言，它比在某一阶段流行的旧二极管单结要好得多。

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