2. Мультивибраторы на биполярных транзисторах в автоколебательном режиме.

Вышеназванные мультивибраторы образуются из схемы триггера путём замены обеих резистивных связей на емкостные (рисунок 4.6).

Рисунок 4.6 — Схемы мультивибраторов на биполярных транзисторах в автоколебательном режиме

В схеме, изображенной на рисунке 4.6, а), генерируются не совсем прямоугольные импульсы, так как отсутствуют диодные ключи. Во второй схеме (рисунок 4.6, б) генерируются прямоугольные импульсы. Если резисторы и конденсаторы С1, R1 и C2, R2 одинаковы, то генерируется меандр. Если их величины отличаются, то вершины и основания импульсов будут различной длины.

Процессы начала генерации объясняются следующим образом. Один из транзисторов всегда отличается от другого. При включении напряжения питания, например, VT1 открывается и сохраняет открытое состояние, но не бесконечно долгое время, как в триггере, а пока заряжается емкость С2 по цепи: в схеме рисунка 4.6, а). Транзистор VT2 закрыт.

Заряд нарастает по экспоненте; зарядный ток становится минимальным, следовательно, VT1 скачком закрывается. Напряжение на коллекторном электроде возрастает, образуется цепь заряда С1, а именно , и т. д., что соответствует автоколебательному режиму.

Расчетные соотношения аналогичны триггеру.

В ждущем режиме производят следующие действия (рисунок 4.2):

1 Выбираются транзисторы; основанием для их выбора являются цена, наличие, параметры и координаты, которые необходимо снять со схемы.

2 Производится построение семейства выходных характеристик, откладывается напряжение питания , проводится нагрузочная прямая.

3 Резистор (базы 1) рассчитывается из соотношения 1:10, т.е.  . Резистор принимается не менее чем в 10 раз больше чем  . Физический смысл здесь заключается в том, что ток, ответвляющийся в цепь смещения, должен быть на порядок меньше по сравнению с базовым током VT1.

4 Параметры времязадающей цепи рассчитываются соотношением . Должно быть известно значение величины . Выбрав величину емкости , рассчитываем сопротивление (или наоборот).

5 Диоды выбираются по току и напряжению.

4.2 Ждущий мультивибратор на униполярных транзисторах

На рисунке 4.7 приведена схема ждущего мультивибратора на униполярных транзисторах.

Рисунок 4.7 — Схема ждущего мультивибратора на униполярных транзисторах

После включения напряжения питания образуются две почти равноценные цепи:

и . Тем не менее, открывается транзистор VT2 и в этом состоянии он находится в режиме ожидания, а VT1 закрыт. Конденсатор С в режиме ожидания разряжен, так как слева от него находится сток закрытого транзистора VT1 (напряжение +Е₀), справа тоже напряжение +Е_0, потому что между затвором и истоком VT2 изоляция.

Выключенное состояние VT1 и включенное VT2 наблюдается потому, что между стоком VT1 слева и затворной цепью VT2 справа находится разрыв по постоянному току в режиме ожидания через конденсатор С. Для данных транзисторов входная характеристика имеет вид, представленный на рисунке 4.8.

Рисунок 4.8 — Входная характеристика

Подобная характеристика носит название “правой”, так как она расположена в правом поле рисунка. Есть зона нечувствительности – (от десятых долей вольта до нескольких вольт). Далее следует участок обогащения. Открытый транзистор VT2 находится в положении точки 1. Для того, чтобы его закрыть, необходимо подать напряжение, способное переместить рабочую точку влево, т.е. в направлении отрицательной полярности. Значит, диод на схеме (см. рисунок 4.7) должен иметь направление “влево”.

После подачи импульса запуска VT2 закрывается, а VT1 открывается. Образуется цепь заряда конденсатора С: . Заряд происходит по экспоненте, следовательно плюсовая полярность напряжения справа на конденсаторе С нарастает. Спустя некоторое время, когда это напряжение превысит , VT2 открывается скачком, VT1 закрывается. Генерация импульса заканчивается.

Расчет длительности импульса производится по типовой формуле:

,

где , причем задаются величиной , рассчитывая С при заданной длительности. Другие величины: по рисунку 4.8.