单选题
单结晶体管驰张振荡器输出脉冲的幅值为( )
A
单结晶体管发射结正向电压UV
B
电容器上充电电压UV
C
电容C充电电压的峰值UP
D
UP-UV
答案解析
正确答案:D
解析:
本题考查单结晶体管(UJT,Unijunction Transistor)驰张振荡器的工作原理,特别是输出脉冲幅值的物理来源。
首先明确驰张振荡器的基本工作过程:
电路核心由单结晶体管、电阻R、电容C及电源VBB构成。电容C通过电阻R从电源VBB充电,其端电压u_C(t)按指数规律上升;当u_C达到单结晶体管的峰点电压UP(即发射结开始导通的临界电压)时,UJT进入负阻区,发射极与第一基极间迅速导通,电容C经UJT的发射结和B1极快速放电;放电使电容电压下降,当降至谷点电压UV(即维持导通的最低电压,约为发射结正向压降)时,UJT截止,电容重新开始充电,从而形成周期性振荡。
输出脉冲通常取自UJT发射极对地(或B1)的电压波形。在放电阶段,发射极电压即为电容两端电压(因放电回路中UJT等效为低阻通路,忽略管压降变化),该电压从UP迅速下降至UV。因此,所观测到的**输出脉冲是一个从UP下降到UV的负向尖脉冲**(若以发射极为输出端、B1接地,则脉冲为负;若取B1对发射极,则为正向脉冲,但幅值定义一致)。
关键点在于:“输出脉冲的幅值”指该脉冲的电压变化量(即峰峰值中的单个脉冲高度),即放电过程中电压的**最大变化量**,也就是UP与UV之差——因为脉冲起始于UP,终止于UV,且此区间内电压陡降,其余时间处于缓慢充电的高阻态(无有效输出)。故脉冲幅值为 |UP − UV|,通常简记为 UP − UV(因UP > UV恒成立)。
逐项分析选项:
A:单结晶体管发射结正向电压UV —— 错误。UV是谷点电压,近似等于发射结正向导通压降(约0.3–0.7 V),仅为放电终止电平,不是脉冲幅度。
B:电容器上充电电压UV —— 错误。表述不准确:“充电电压UV”概念错误;电容充电电压是随时间上升的变量,UV是其放电终止值,非充电过程中的某一固定值;且该值远小于实际脉冲跨度。
C:电容C充电电压的峰值UP —— 错误。UP是电容充电达到的峰值,也是脉冲起始电平,但脉冲本身并非恒定在UP,而是从UP下降至UV,因此幅值不是UP,而是其下降量。
D:UP − UV —— 正确。这正是放电过程中发射极电压的瞬时变化幅度,即输出脉冲的实际幅值。该差值决定了脉冲的陡峭程度与驱动能力,是UJT振荡器设计中的关键参数。
核心知识点总结:
- 单结晶体管具有双基极(B1、B2)和一个发射极E,其伏安特性存在峰点(UP, IP)和谷点(UV, IV)两个特征点;
- 驰张振荡本质是RC充放电与UJT负阻开关特性的结合;
- 输出脉冲幅值由器件本身的UP与UV之差决定,反映其固有负阻区宽度;
- UP ≈ ηVBB + VD(η为分压比,VD为发射结正向压降),UV ≈ VD,故UP − UV ≈ ηVBB,表明幅值主要取决于电源电压与内部分压比。
综上,正确答案为D。
相关知识点:
单结晶体管振荡器,脉冲幅值为UP-UV
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