КП Маша / 2_ROZDIL
.wiz2 Мультивібратор на біполярному транзисторі
2.1 Короткі теоретичні відомості
Мультивібратор (МВ) - це автоколивальний генератор прямокутних імпульсів. Він не має стійкого стану, а періодично знаходиться в одному з двох квазістійких станів, перехід до яких відбувається лавиноподібно (регенеративно). МВ генерують імпульси майже прямокутної форми з параметрами, що визначаються елементами схеми.
На рисунку 2.1 зображено симетричний мультивібратор на транзисторах.
Рисунок 2.1 – Симетричний мультивібратор на транзисторах
Рисунок 2.2 – Часова діаграма мультивібратора
Нехай в момент часу t0 VT1 – закритий, VT2 – відкритий. На попередньому циклі С2 зарядився так, що плюс подається на базу VT1 і він підтримується закритим, а на С1 встановилась напруга, що подається на VT2 і підтримує його відкритим. С2 розряджається по колу (1) : VT2-С2-RБ2- джерела живлення. В момент t1 UC2= UБ1 досягає значення, коли VT1 починає відкриватись; з’являється ∆UK1>0, яке через С1 передається на базу VT2 (UБ2 зростає); VT2 починає закриватись; з’являється ∆UK2 <0, яке через С2 передається на базу VT1 (UБ1 зменшується); VT1 ще більше відкривається, процес продовжується лавиноподібно і дуже швидко.
В результаті VT1 повністю відкриється (режим насичення), а VT2 повністю закриється. В момент t2 : С2 перезаряджається по колу 2 : VT1-С2-RК2-джерела живлення. Це є причиною неідеального скачка напруги UK2 .
Далі
процеси повторюються симетрично (момент
t3
відповідає
моменту
t1).
2.2 Розрахунок симетричного мультивібратора на біполярному транзисторі
Розрахувати симетричний мультивібратор на біполярних транзисторах в автоколивальному режимі. Вихідні дані: амплітуда вихідного імпульсу - Um=12 В, номінальна величина струму колектора - Ік.н=15 мА, частота вихідних імпульсів - f =20 кГц, величина фронту - tФ =2 мкс.
Розв’язування
Напругу живлення ЕК визначають за заданою формулою:
(В),
(2.1)
де Um – амплітуда вихідного імпульсу.
Транзистор вибирають за колекторною напругою, струмом колектора та швидкодією:
- для забезпечення необхідної роботи допустимі:
UКДОП>1,5Ек [B], (2.2)
ІКДОП ≥2ІКН [A], (2.3)
де
UКДОП
- колекторна
напруга;
ІКДОП – струм.
UКДОП>21,6 (B),
ІКДОП ≥30 (мА).
- для забезпечення необхідної частоти роботи :
[Гц],
(2.4)
=79
(кГц).
Таким вимогам задовільняє транзистор КТ315Г з параметрами UКЕ=35 В, РKMAX=150 мВт, fГР=100 МГц, ІКМАХ=100 мА , h21E=50…350, h22Б=0,3 мкСм, h21Б=40 Ом.
Для симетричного мультивібратора виконуються умови: RK1= RK2= R1 RБ1= RБ2= R2, СБ1= СБ2= С1.
Опір R1 розраховують за формулою:
(кОм),
(2.5)
де Ек – напруга живлення;
Ік.н - номінальна величина струму колектора.
За таблицею типономіналів R1=1 кОм. На схемі в додатку В - R1 і R4, тому що RK1= RK2= R1.
Опір R2 розраховують за формулою:
[Ом],
(2.6)
де
γ
-
коефіцієнт
насичення 1,5÷2;
(кОм).
За шкалою опорів R2=33 кОм, в додатку В - R2 і R3.
Ємність С1 визначається за формулою :
(нФ),
(2.7)
де f – частота вихідних імпульсів.
За шкалою значень кондисаторів С1=1,1 нФ.
Параметри імпульсу визначається за формулою :
[c],
(2.8)
Т≈2τ1 (мc),
де τ1 – довжина імпульсу;
Т – період.
(мкс);
(мкс).
Уточнюємо значення частоти імпульсів fp які згенеровані розрахованим мультивібратором:
[Гц],
(2.9)
(кГц).
На підставі проведених розрахунків частота імпульсів розрахованого МВ fp і значення величини заданої частоти f , майже однакові, отже розрахунки проведено вірно.
