Файл: Гольденберг Л.М. Импульсные и цифровые устройства учебник.pdf

относительно малыми величинами — напряжениями «ІШ, «бп на электродах насыщенного транзистора и токами коллектора /кз и базы /бз закрытого транзистора.

ра Т\. Во время рассасывания напряжения и токи в схеме триггера (кроме тока г’б,} остаются неизменными.

248

Этап подготовки

С момента t = t\ начинают убывать коллекторный ток ік \ и убывать (возрастать по абсолютной величине) коллекторное на­ пряжение и« I транзистора Ть С уменьшением Ии і падает и напря­ жение Нс 2 на базе транзистора Т2 (благодаря тому, что напряже­ ние на ускоряющем конденсаторе С2 в течение рассматриваемого малого интервала времени практически не меняется, спад напря­ жения Иб2 равен спаду напряжения пкі).

В момент t2, по истечении интервала tn, напряжение Иб2 на базе транзистора Т2 достигает порогового уровня ІІ5эз отпирания; этот уровень на рис. 4.6 принят равным нулю.

Величину интервала, tп можно оценить, исходя из следующих со­ ображений: за время tn напряжение «б 2 уменьшается на величину Мбз («бз — обратное напряжение на запертом транзисторе); следо­ вательно, и напряжение икі должно уменьшаться на эту величину,

импульса уменьшается не только длительность рассасывания tp, но и интервал подготовки tn\ последний также уменьшается с умень­

Этап регенерации

С момента t2 оба транзистора оказываются в активном режиме,, восстанавливается петля положительной обратной связи и в схеме возникает регенеративный лавинообразный процесс опрокидыва­ ния (запирания транзистора Тх и отпирания Т2). Если считать, что напряжения на ускоряющих конденсаторах Си С2 в течение ко­ роткого интервала регенерации ^рег остаются неизменными, и учесть, что входное сопротивление открытого транзистора много

практически к равным им по абсолютной величине изменениям токов баз г'б2 и ібі соответственно. Уменьшение г'щ вызывает рост прямого (положительного) тока ів 2, что, в свою очередь, приводит к более сильному опрокидыванию Tz— к росту ік2; последнее при­ водит к росту обратного (отрицательного) тока і'б і и, следователь­ но, к дальнейшему спаду тока іи і.

Заметим, что при сделанных предположениях коэффициент пет­ левого усиления по току во время регенеративного процесса

249-

практически равен произведению коэффициентов усиления транзи­

рактер процесса запирания Ті) длительность спада коллекторного тока, как показано в гл. 2,— порядка та. Предположим, что в мо­ мент окончания регенеративного процесса t3 прекращается и дей­ ствие входного запускающего импульса, так как он больше не нужен; поэтому в момент t3 ток базы k і скачком уменьшается до нѵля.

Этап установления

Рассмотрим сначала процесс установления напряжения на кол­

поненциальному закону с постоянной времени CRK; к моменту /5 напряжение н„і достигает практически уровня —Ек и длительность фронта /ф 3CRK.

Заметим, что напряжение «к і начинает изменяться уже с мо­ мента 1 1, т. е. задержка выключения триггера определяется только

В процессе заряда С2 через базу Т2 протекает ток, хотя и убы­ вающий, но все время превышающий уровень насыщения /бИ, и

отпирающегося транзистора можно оценить, если воспользоваться интегралом Дюамеля (1.1) для определения ік2 (і) и известной переходной характеристикой транзистора (2.48) и учесть, что ток

базы г"б2 в интервале t% спадает по экспоненциальному закону

250

Если, однако, считать ха <Стс (т. е. предположить, что в про­ цессе отпирания транзистора Т2 ток его базы k 2 изменяется не­

значительно), то, очевидно, получим t% порядка единиц та; таким образом, в этом случае /ф -С £ф.

Напряжение ы„2 на отпирающемся транзисторе начинает прак­ тически изменяться, лишь начиная с момента ta, т. е. после заверше­ ния процесса регенерации (в течение ^рег «1,-2 не изменяется, так как напряжение на конденсатореСі в этом малом интервале не меняется и входное сопротивление открытого транзистора Ті мало); т. е. за­

что увеличение емкости С приводит к увеличению іф и уменьше­ нию /ф.

С установлением стационарных уровней коллекторных напря­ жений и завершением заряда конденсатора С2 переходный процесс переключения триггера не завершается. Конденсатор Си подклю­ ченный к коллектору отпирающегося транзистора Т2, после опро­ кидывания разряжается от начального уровня, равного почти Ек, до уровня «кп — «бз ~ — «бз с постоянной времени C(R\\RQ) =

— CRRsKR -(- Re). Вследствие разряда С] = С напряжение Ыб і на базе запертого транзистора оказывается положительным и боль­ шим стационарного значения иезПо мере разряда Сі разрядный ток убывает и «б і стремится к ИбзДлительность установления на­ пряжений «б 1 и «с 1

,*У= ЗС(Я||Я6).

Если за период запускающих импульсов емкость С не успевает разрядиться, то из-за различия постоянных времени заряда (CRK) и разряда С(^||^б) ускоряющей емкости в схеме возникает дина­ мическое смещение (т. е. стационарный остаточный заряд емкости С), влияние которого на переходный процесс в триггере анало­ гично влиянию статического смещения; рост положительного смещения на базе запертого транзистора ведет к увеличению ин­

тервала подготовки и к росту длительности фронта перепада на­ пряжения на отпирающемся транзисторе, т. е. к ухудшению бы­ стродействия триггера.

4.3.2. БЫСТРОДЕЙСТВИЕ ТРИГГЕРА

Разрешающее время

Длительностью переходного процесса определяется разрешаю­ щее время ^мнп триггера, т. е. тот минимальный интервал времени между запускающими импульсами, при котором обеспечивается на­ дежное срабатывание от каждого импульса. Чем меньше ^шш, тем больше может быть частота запускающих импульсов /макс = ІДмнш т. е. тем больше возможное число срабатываний (переключений) триггера в единицу времени и выше быстродействие триггера.

251