8. Импульсные устройства

8.1 Триггер

Триггер – это импульсное устройство, имеющее два устойчивых состояния равновесия, представляет собой элементарную ячейку памяти, по структуре представляет собой двухкаскадный ключ с резистивными коллекторными связями между каскадами.

Рис.8.1. Принципиальная схема триггера

1 – е состояние: транзистор VТ₁ – насыщен, VТ₂ – закрыт.

2 – е состояние: транзистор VТ₁ – закрыт, VТ₂ – насыщен.

Рис.8.2. Временные диаграммы работы триггера

1 – е состояние:

На коллекторе транзистора VТ₂, имеется положительное напряжение ≈ U_пит. Это напряжение через сопротивление R_б1 подано на базу уже открытого транзистора VT₁ и подтверждает его открытое состояние. Напряжение на коллекторе транзистора VТ₁ в идеальном случае = 0 и через R_б2 подается на базу транзистора VТ₂. Таким образом это состояние триггера является устойчивым, и при отсутствии внешних сигналов, триггер может находиться в этом состоянии сколь угодно долго.

Предположим на базу транзистора VТ₂ подали положительное отпирающее напряжение, транзистор VТ₂ начнет открываться, напряжение на его коллекторе начнет падать. Уменьшение этого напряжения приводит к тому, что транзистор VТ₁ начинает закрываться, следовательно напряжение на его коллекторе увеличивается и будучи поданным в базу транзистора VТ₂, еще больше его открывает, т.е. в триггере существует положительная обратная связь, в результате которой после воздействия входного импульса триггер отпирается, т.е. скачком перейдет в другое состояние равновесия. В этом состоянии триггер может находиться сколь угодно долго до прихода следующего управляющего импульса, т.е. можно говорить, что триггер хранит информацию об управляющем импульсе.

Для того, чтобы надежно запирать транзисторы применяют схемы смещения. И кроме того параллельные R_б1,2 включают конденсаторы.

8.2 Мультивибратор

Рис.8.3. Принципиальная схема мультивибратора

- включен транзистор.

Рис.8.4. Временные диаграммы работы мультивибратора

Мультивибратор – это устройство, имеющее два квазиравновесных состояния. Самопроизвольно переключается из одного состояния в другое, генерируя при этом импульсы прямоугольной формы.

Пусть в момент времени t₁ транзистор VТ₁ открыт, т.е. насыщен током текущим в его базу через сопротивление R_б1, а транзистор VТ₂ за счет остаточного заряда на конденсаторе С₂ – закрыт, ток протекающий по контуру - (+Е R_б1,2 открытый транзистор VТ₁, общая точка) разряжает конденсатор С₂, потенциал на базе транзистора VТ₂ растет и в момент времени t₂ становится отпирающим, что приводит к тому, что транзистор VТ₂ начинает открываться, появление коллекторного тока VТ₂ вызывает снижение напряжения на его коллекторе. Это изменение через конденсатор С₁ подается в базу транзистора VТ₁. Благодаря усилению тока транзистором VТ₂, изменение тока в цепи С₁ оказывается достаточно велико чтобы транзистор VТ₁ начал выходить из насыщения. Теперь ток, раньше проходивший через его коллекторную цепь начинает ответвляться через конденсатор С₂ в базу транзистора VТ₂, тем самым увеличивая процесс отпирания транзистора VТ₂. Т.к. после отпирания транзистора VТ₂ и по мере снижения тока транзистора VТ₁, ток через конденсатор С₁ становится все меньше тока транзистора VТ₂ и транзистор VТ₂ переходит в состояние насыщения, а транзистор VТ₁ закрывается перед началом этого процесса, напряжение на конденсаторе С₁ было равно примерно напряжению питания. Напряжение на С₁ не может измениться за короткое время опрокидывания, поэтому скачок напряжения с коллектора VТ₂ подается в базу транзистора VТ₁, где возникает отрицательный потенциал, далее происходит разряд конденсатора С₁, по цепи – (+Е R_б1С₁ открытый транзистор VТ₂, общая точка).

В момент времени t₂ будет достигнуто отпирание транзистора VТ₁ и схема снова опрокинется. Частота генерируемых колебаний при условии их полной симметричности, т.е. R_б1 = R_б2 = R_б, С₁ = С₂ = С, R_K1 = R_K2, частота определяется уравнением f₀≈ 0,7 R_б*С.