§ 8. Триггеры

8.1. Триггер с раздельным запуском

Триггером называется импульсное устройство с двумя устойчивыми состояниями равновесия. Триггер с раздельным запуском имеет два входа, и переход из одного устойчивого состояния в другое осуществляется кратковременной подачей запускающих импульсов на соответствующий вход триггера. Схема триггера с раздельным запуском, выполненного на транзисторах типа "p – n – p", приведена на рис. 4.1.25.

В состав триггера входят два транзистора Т₁ и Т₂. Коллектор транзистора Т₁ связан с базой транзистора Т₂ через резистор R₁, а коллектор транзистора Т₂ – с базой транзистора Т_1­ через резистор R₂. Параллельно резисторам R₁ и R₂ включены конденсаторы С₁ и С₂ для ускорения переходных процессов.

Рис. 4.1.25. Триггер с раздельным запуском

Транзисторы работают в ключевом режиме: в любом из двух состояний равновесия один транзистор открыт, другой – закрыт. Напряжение на коллекторе закрытого транзистора (например, Т₁) равно напряжению источника питания +Е_к. Это напряжение через резистор R₁ подается на базу транзистора Т₂. Транзистор Т₂ поддерживается в открытом состоянии, поскольку положительное напряжение, подаваемое на его базу с коллектора транзистора Т₁, значительно больше, чем отрицательное напряжение смещения –Е_б­. Напряжение на коллекторе открытого транзистора Т₂ близко к нулю. Это напряжение, передаваемое через резистор R₂ в цепь базы закрытого транзистора Т₁, меньше, чем напряжение смещения –Е_б­, поэтому оно не способно открыть транзистор Т₁.

Чтобы перевести триггер в другое устойчивое состояние равновесия, необходимо на базу транзистора Т₁ кратковременно подать положительный импульс, амплитуда которого больше, чем напряжение смещения – Е_б­. В этом случае транзистор Т₁ открывается, и напряжение на его коллекторе понижается до нуля. Это приводит к запиранию транзистора Т₂ и к повышению напряжения на его коллекторе до величины +Е_к. Повысившееся положительное напряжение на коллекторе транзистора Т₂ через резистор R₂ оказывается приложенным к базе транзистора Т₁, поддерживая его в открытом состоянии.

Для того, чтобы вновь открыть транзистор Т₂ и закрыть транзистор Т₁, необходимо кратковременно подать положительный запускающий импульс на базу транзистора Т₂.

§ 9. Фантастронные генераторы

Фантастронный генератор (фантастрон) представляет собой генератор, формирующий пилообразные импульсы (импульсы с линейно изменяющимся выходным напряжением);

В зависимости от выбора конкретных элементов схемы, фантастронные генераторы могут работать как в автоколебательном, так и в ждущем режиме.

9.1. Самовозбуждающийся фантастронный генератор

Схема самовозбуждающегося лампового фантастронного генератора приведена на рис. 4.1.26.

Рис. 4.1.26. Схема самовозбуждающегося

фантастронного генератора

Основой работы фантастронного генератора является перераспределение потока электронов между анодом и экранирующей сеткой лампы. В процессе формирования пилообразного импульса напряжение на аноде лампы уменьшается по линейному закону. На этом этапе напряжение на аноде больше, чем напряжение на экранирующей сетке, поэтому ток экранирующей сетки практически равен нулю.

В это время конденсатор С2 заряжается от источника анодного напряжения + Е_А через резисторы R3 и R4.

Как только напряжение на аноде понизится до уровня, равного напряжению на экранирующей сетке, происходит перераспределение тока между анодом и экранирующей сеткой, в результате чего анодный ток уменьшается, напряжение на аноде увеличивается, а в цепи экранирующей сетки начинает протекать ток I_Э.

С этого момента начинается заряд конденсатора С1 от источника анодного напряжения +E_A через резисторы R2 и R1. Ток заряда конденсатора С1, проходя через резистор R1, повышает потенциал управляющей сетки, увеличивая поток электронов, движущихся от катода к экранирующей сетке. При протекании тока экранирующей сетки через резистор R3 происходит падение напряжения на этом резисторе, в результате чего напряжение на экранирующей сетке уменьшается. Конденсатор С2 начинает разряжаться через участок "экранирующая сетка – катод" и резистор R4. Ток разряда конденсатора С2, протекая через резистор R4, создает на нем падение напряжение, которое понижает потенциал защитной сетки и запирает лампу по анодному току (несмотря на наличие положительного потенциала на управляющей сетке).

По окончании разряда конденсатора С2 протекание тока через резистор R4 прекращается, отрицательный потенциал защитной сетки исчезает, и лампа отпирается по анодному току.

При отпирании лампы по анодному току начинается разряд конденсатора С1 через промежуток "анод – катод" открытой лампы и резистор R1. При этом с резистора R1 на управляющую сетку подается отрицательное напряжение U_c1, величина которого уменьшается по мере уменьшения тока разряда. Следовательно, анодный ток лампы увеличивается, а напряжение на аноде U_a уменьшается. Поскольку анодное напряжение не остается постоянным, а все время уменьшается, то ток разряда падает не по экспоненциальному закону, а по линейному.

Временные диаграммы, характеризующие работу фантастронного генератора, приведены на рис. 4.1.27.

Рис. 4.1.27. Временные диаграммы самовозбуждающегося

фантастронного генератора

Раздел 5

ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ

§ 1. Классификация электронных приборов

Электронные приборы подразделяются на следующие типы:

1. электровакуумные приборы;

2. ионные приборы;

3. полупроводниковые приборы.

5.1. ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫЕ ПРИБОРЫ

§ 1. Общие сведения

Приборы, работающие на принципе движения потока свободных электронов в вакууме, называются электроваку­умными приборами. К ним относятся:

a) электронные лампы;

b) электронно-лучевые трубки;

§ 2. Движение электрона в электрическом поле

Как известно из курса физики, на электрон, находящий­ся в электрическом поле, действует сила F, величина которой пропорциональна заряду электрона е и напряженности по­ля Е:

F = e · E;

Эта сила приложена в направлении, противоположном вектору напряженности электрического поля Ē.

Поэтому при движении электрона в направлении сило­вых линий электрического поля происходит его торможение, сопровождающееся уменьшением энергии. При движении электрона навстречу силовым линиям поля наблюдается ус­корение электрона, и его энергия увеличивается. Если элек­трон движется под углом к силовым линиям поля, то проис­ходит искривление траектории его движения.

Таким образом, воздействуя на электрон электрическим полем, можно изменять его скорость, кинетическую энергию и направление движения.