5.3.2. Мультивібратор з колекторно-базовими зв'язками в автоколивальному режимі

На транзисторах автоколивальний мультивібратор найчастіше бу-дують за симетричною схемою з колекторно-базовими зв'язками.

₅ ІМПУЛЬСНІПРИСТРОІ

__.,.~rf»»w>»*'i««t«»«Miiii««|ii«w

\

Він складається з двох одинакових каскадів підсилення з СЕ. Для за-; безпечення додатнього зворотного зв'язку, за рахунок якого мультивіб- j раторсамозбуджується, вихіднанапруга кожногозкаскадів подаєтьсяі на вхід іншого. Схема такого мультивібратора зображена на рис. 5.9.1 j хоча зараз її практично не застосовують (бо використовують, в основ-1 ному, мультивібратори на IMC), вона якнайкраще підходить для здобут- ] тя навиків аншІізу роботи імпульсних пристроїв.

ІЯЄ7 , "||+ ,	Гіг
' . І]_ т. ^—>	VT2 и ^. Veux*

Симетрія схеми] забезпечується тим, J що задають R_KI=R_t T:aR_EI=R^(вони при- j значені для забезпе- j чення насиченого!

ють зв язок між кас- і кадами). Відповідно, { параметри транзис- ]

(У_К2) стану транзисторів), 9 C_BI = С_Б2 (забезпечу-

Рис. 5.9 - Мультивібратор з колекторно-базовими зв'язками

торів повинні бути повністю ідентичні. I така ідеальна схема буде не­працездатною: обидва транзистори будуть відкриті. Неможливість ре­ально забезпечити абсолютну симетрію і наявність додатнього зворот­ного зв'язку призводять до того, що після подачі напруги живлення один із транзисторів повністю відкривається, а другий - закривається.

Роботу мультивібратора ілюструють часові діаграми, наведені на рис.5.10.

Отже, мультивібратор має два квазісталих стани:

1. - транзистор VT1 відкритий, a VT2 закритий;

2. - транзистор VT2 відкритий, a VT1 закритий.

Уявимо, що початковий стан мультивібратора такий: К77відкритий (знаходиться у режимі насичення), a VT2 закритий (знаходиться у ре­жимі відтинання). При цьому і надалі:

1. через VT1 і R_KI від Е_к протікає колекторний струм насичення І_к];

2. через R_EI і базо-емітерний перехід VT1 протікає струм бази /, який утримує VT1 в режимі насичення (маємо схему зміщення фіксо­ ваним струмом бази);

Рис. 5.10 - Часові діаграми роботи мультивібратора з колекторно-базовими зв'язками

3. конденсатор С_БІ заряджається струмом I_hap від Е_к через R_K2 i базо-емітернийперехід VT1;

4. конденсатор C заряджений з вказаною на схемі полярністю до напруги, рівної Е_к (у попередньому такті роботи схеми), і через VT1

5. ІМПУЛЬСНІ ПРИСТРОЇ

(замкнений ключ) підімкнений до нульової точки, за рахунок чого че­рез нього протікає струм І_{2 з} від Е_к через R^; цей струм намагається перезарядити С_Б2 від напруги - Е_к до напруги +E^ при цьому від'ємна напруга з С_Б2 подається на базу VT2 відносно його емітера і утримує транзистор в закритому стані (розімкнений ключ);

5. процес перезарядки конденсатора С_£2 триває доти, доки напруга на ньому не перетне нульового рівня і не стане вищою за порогову напругу базо-емітерного переходу транзистора VT2 U_SEHac~0,6 B, після чого потече базовий струм VT2 і він почне відкриватися;

6. через VT2, що перейшов у активний режим, конденсатор С_Б] об­ кладкою «+» підмикається до нульової точки і від'ємна напруга з С_Б2 подається на базу VT1 відносно його емітера, закриваючи транзистор;

7. як тільки VT1 починає закриватися, збільшується додатня на­ пруга на його колекторі і починає заряджатися С_ю від Е_к через R_Kl i базо-емітерний перехід VT2, за рахунок чого останній відкривається ще більше-діє додатній зворотний зв'язок: розвивається лавиноподіб­ ний регенеративний процес, по закінченні якого VT1 повністю закри­ вається, a VT2 відкривається і мультивібратор переходить до свого другого квазісталого стану.

Далі процеси в схемі протікають аналогічно, тільки тепер заряджаєть­ся С_Б2, а перезаряджається С_Б].

Таким чином, пристрій фактично працює за рахунок автоматичної комутації конденсаторів ключами-транзисторами.

Умовами працездатності мультивібратора є:

^RK2 ^СБ1

^RK1 ^СБ2

V'-V ^R_K&>^R_E2- (5-15)

Тривалість імпульсів, що знімаються з колекторів транзисторів VT1

(5.16) (5.17)

або VT2, становить відповідно

Період надходження імпульсів T= t_t+ t₂. Для симетричної схеми T = 1,4R C,

Співвідношення величин tj і ^(щільність) можна змінювати, по­рушуючи симетрію схеми: наприклад, збільшуючи величину R_£l i про­порційно зменшуючи величину R_£2. При цьому тривалість періоду за­лишається незмінною.

Якщо змінювати величину тільки одного з резисторів або конденса­торів, то при постійній тривалості імпульсу (або паузи) будуть змінюва­тись період і шпаруватість.

Недоліком розглянутої схеми є значно спотворений передній фронт генерованих імпульхів (він являє собою експоненту). Це відбувається через те, що вихіднимсигналом пристрою є напруга, яка знімається з транзисторного ключа і під'єднаного паралельно до нього конденсато­ра - фактично це є напруга на конденсаторі, що заряджається.

Скоротити тривалість фронтів (час заряду конденсаторів) можна, наприклад, зменшивши величину колекторних резисторів R_KJ і R^. Але це призведе до значних енергетичних втрат: через транзистори в ре­жимі насичення буде протікати великий струм.

П M

	VD1 И	СЄ2 3Jt
	N'	k II

1

О скільки причиною спотворення є процес заряду конденсаторів, то забезпечити якість генерованих імпульсів можна, відключаючи колек­тори транзисторів від кіл заряду конденсаторів. Для цього в схему мультивібратора необхідно ввести допоміжні ключі - наприклад, діоди VD1 і VD2, як це показано на рис. 5.11. Для створення кіл заряду кон­денсаторів тут вве-денорезистори^і Я₂.Урезультаті,ді-одні ключі відтина­ють кола заряду від колекторів на час заряду. Тому такий мультивібратор на­зивають мульти­вібратором з від- Рис.5.11 -Мультивібраторз відтинаючими діодами тинаючими діодами. Перезаряджатися конденсаторам діодні ключі не заважають. Тепер довжина фронтів імпульсів практично однакова і ви­значається частотними властивостями транзисторів і діодів, а також паразитними ємностями схеми.