8.5. Схема триггера на биполярных транзисторах

Состоит из двух ключей на транзисторах, между которыми организо-

ваны положительные обратные связи. Схема имеет два устойчивых состоя-

ния: на выходе есть напряжение (одно состояние), на выходе нет напряжения

(другое состояние). Переход из одного состояния в другое осуществля-

ется под действием управляющих импульсов. После изменения состояния

на противоположное управляющие сигналы могут отсутствовать. Сохране-

ние состояния при этом обеспечивается за счёт положительных обратных

связей. Схема представлена на рис.164. При нарисовании триггерной схе-

мы сначала рисуются два ключа и добавляются обратные связи. Обратная

связь - это связь с выхода на вход.

Работа схемы. Пусть VT2 закрыт. Под действием напряжения на его

коллекторе через Rб3 протекает ток, удерживающий VT1 в открытом

состоянии. В то же время открытый VT1 закорачивает базовую цепь

транзистора VT2 с резистором Rб4. Закрытое состояние VT2 соответствует

значению выхода Q=1. Открытое состояние VT1 - Q =0. Напряжение на

коллекторе закрытого транзистора (Q=1) равно:

UQ=Uп.Rб3/(RК2+Rб3) .

Для того, чтобы сменить состояние триггера на противоположное,

необходимо подать сигналы на вход R или S. Входные сигналы обычно

являются импульсными. Наличие напряжения на входе S (S=1)

устанавливает Q=1, а наличие напряжения на входе R (R=1) устанавливает

Q=0. Одновременная подача сигнала на входы S и R запрещена, т.к. триггер

при этом перестаёт быть триггером (не будет противоположного состояния Q

и Q ).

Диаграммы работы при наличии входных импульсных сигналов

показаны на рис. 165. На интервале между импульсами на входах S и R

триггер помнит то состояние, в которое он был установлен по этим входам,

т.е. триггер - элемент памяти.

Расчет элементов схемы. Триггер в большинстве случаев является

симметричной схемой, поэтому Rк1=Rк2, Rб3=Rб4 и можно рассчитывать

половинку триггера. Уравнения для расчета:

Iб=Iк/(1,5.2) h21э,

52

53

где (1.5.2) -коэффициент насыщения;

Iк=Uп/Rк.

Сопротивления Rк1 и Rк2 обычно заданы, поэтому Iк известен, тогда

Rб=UQ/Iб.

Выражение для UQ -смотри выше.

8.6. Мультивибратор на транзисторах

Основное отличие мультивибратора от триггера состоит в замене

резисторов положительных обратных связей на конденсаторы.

Мультивибратор имеет два устойчивых состояния, но они меняются не под

действием входных сигналов, а под действием сигналов через

положительные обратные связи. Мультивибратор не имеет внешних входов.

Это автоколебательное устройство. Схема мультивибратора представлена на

рис.166, диаграммы работы - на рис.167.

Описание работы схемы. Примем за начальное состояние схемы

ситуацию, когда транзистор VT1 - открыт, а VT2 - закрыт. При этом

конденсатор С1 заряжен через Rк2(Rк2<<Rб). VT1 поддерживается в

открытом состоянии за счет тока через Rб1 и базу VT1. Конденсатор С2

заряжается через Rб2 и открытый VT1. Полярность напряжения на С2 для

этого процесса показана на схеме в скобках. Когда напряжение на С2

достигнет значения .0,6В, то к переходу Б-Э VT2 будет приложено

положительное напряжение, открывающее этот переход. Переход Б-Э

является диодом. Итак, VT2 открывается и напряжение на С1 через

открывшийся VT2 прикладывается в обратном направлении к переходу Б-Э

VT1, VT1 - закрывается. На этом заканчивается первый этап времени 0-t1. На

втором этапе t1-t2 напряжение на конденсаторе С1 медленно изменяется,

происходит разряд С1 по цепи Rб1, К-Э VT2. Одновременно конденсатор С2

быстро заряжается через RК1 и базовую цепь VT2 до напряжения питания

+Uп, поддерживая VT2 в открытом состоянии. По окончании заряда С2

(раньше момента t2) открытое состояние VT2 поддерживается цепью через

Rб2. Когда напряжение на конденсаторе С1 сменит свой знак и достигнет

величины .0,6В, то откроется транзистор VT1. Это момент t2. Далее

начинается этап t2-t3. Т.к. при закрывании транзистора параллельно К-Э

подключен быстро заряжающийся через Rк конденсатор, то напряжение К-Э

повторяет напряжение на конденсаторе. Половина периода работы схемы

T/2 определяется постоянной времени .=CRб. Обычно схема

мультивибратора симметрична.