10.7. Интегральные триггеры

В разделе 8.8 было показано, что основу триггеров составля­ют ключи, охваченные положительной обратной связью. Из рис. 8.28, а видно, что RS-триггер состоит из двух пар транзи­сторов. Один из транзисторов в паре — управляющий, а другой входит в петлю обратной связи. Теперь, когда мы знакомы с ло­гическими элементами, легко заметить, что каждая пара в RS-триггере представляет собой двухвходовую схему ИЛИ-НЕ типа РТЛ.

Вывод, который мы только что сделали, носит общий харак­тер: любой триггер является совокупностью нескольких опре­деленным образом соединенных логических элементов. При этом количество используемых ИЛЭ, а также способы их соеди­нения могут быть различными. Соответственно различными бу­дут и функции, выполняемые триггерами. Поэтому наряду с RS-триггерами существует весьма много других разновидно­стей. Что касается базиса, т.е. типа используемых ИЛЭ, то от него зависят такие основные параметры, как быстродействие, потребляемая мощность, нагрузочная способность и др.

Поскольку принципиальные схемы, параметры и особенно­сти ИЛЭ подробно рассмотрены в предыдущих разделах, ниже, при рассмотрении триггеров, мы ограничимся, как правило, структурными схемами, чтобы не рассеивать внимание на дета­ли принципиальных схем, тем более, что последние при боль­шом числе используемых ИЛЭ имеют достаточно сложный внешний вид.

RS-триггер. Логическая структура RS-триггера, выполнен­ного на схемах ИЛИ-НЕ, показана на рис. 10.16, а. На рис. 10.16, б приведены его логическая формула и символиче­ское обозначение. Верхними индексами п и п+1 обозначены значения величины Q до и после поступления управляющих сигналов (т.е. в п- и n+l-м тактах).

Как известно, уровни напряжений на обоих выходах триггера различны и одновременно изменяются на противоположные. Поэтому на символе триггера один из выходов обозначен через Q, а второй через (факт инверсии, как обычно, отражен кружком на стороне прямоугольника). Выход Q считается главным: значениями Q характеризуют состояние триггера в целом. Так, если говорят: «триггер находится в состоянии 1», то это значит, что Q = 1 (соответственно = 0).

Для того чтобы не повторяться в дальнейшем, проверим логическую формулу (рис. 10.16, б):

если S = 0, R = 0, то Q^n+l = 0 + 1∙ Qⁿ = Qⁿ; если S = 0, R = 1, то Q^n+l = 0 + 0 ∙ Qⁿ = 0; если S = 1, R = 0, то Q^n+l = 1 + 1∙ Qⁿ = 1 + Qⁿ = 1. Еще один возможный набор (S = 1 и R = 1) рассмотрим чуть позднее.

Исходя из перечисленных наборов, сделаем следующий вывод: сигналы на S- и R-входах (под сигналами понимаются значения «1») обеспечивают однозначное состояние триггера. Сигнал S = 1 означает Q = 1; сигнал R = 1 означает Q = 0. По окончании сигнала принятое состояние сохраняется; оно сохраняется и при повторении такого же сигнала.

Теперь обратимся к набору S = 1 и R = 1. Каким бы ни было предыдущее состояние триггера, при таком наборе входных сигналов уровни на обоих выходах согласно рис. 10.16, а получаются одинаковыми: Q= =0. Уже одно это обстоятельство говорит о ненормальности ситуации. Однако главное противоречие состоит в том, что по окончании сигналов S и R триггер оказывается в неопределенном состоянии: на обеих парах входов в первый момент действуют нулевые сигналы. Под действием внутренних флюктуаций триггер с равной вероятностью может перейти в любое из двух устойчивых состояний

Q = 1 или Q = 0. Об этом подробно говорилось в разделе 8.8. Поэтому на-