Файл: Воскресенский В.В. Применение туннельных диодов в импульсной технике.pdf

3.4. П О Р Я Д О К

Р А С Ч Е Т А

При расчете триггеров обычно бывают заданы: период следования запускаю­

щих импульсов 7"а, их длительность tK3

и амплитуда

U,

сопротивление нагрузки

гв

и выходное сопротивление генератора

запускающих

импульсов

п.

Тип ТД выбирают в зависимости от сопротивления

нагрузки. Ориентировоч­

но можно полагать для триггеров па одном ТД

г и > (3-5-5) U*~U,1

.

(3.79)

Л

Поскольку для разных ТД из одного материала

64

и Liz различаются незна­

чительно, а Л » / г , то из

(3.79) получаем

/ i > ( 3 - 5 - 5 ) ( i / s - t / , ) / r „ ,

(3.8G)

it

Задаваясь типовыми

значениями

Ui и U2 по 'известному г„,

находят ток Л

гго его значеишо выбирают ТД.

Порядок

расчета

триггеров

1. При расчете триггера на одном ТД задаются током

/ Л

и /в в

стационар­

ном режиме. Если амплитуда запускающих

импульсов

ограничена, то точки А и

В необходимо выбирать вблизи верхнего

и

нижнего

перегибов

характеристики

ТД. Чтобы

при этом

разброс параметров схемы и ТД не нарушал

требуемого ре­

Яь0м

жима работы триггера, целесообразно выбирать

/ л =(0,8-5-0,85)

Л;

/ в

=

(3-5-6)/г .

(3.81)

у/

После этого расчитывают 1)л

и UB.

используя

ататраксшмирующше

выражения

характеристик;!

ТД in определяют

R л Е по

формулам

R

={Ut

.)/(

'

А

- ' в ) ;

(3.82)

E

=

lAR-\-UA.

(3.83)

С

помощью

неравенств (2.101) и (2.102) строят зону

возможных

значений

решая

подставляя в них найденные значения

r,, г3, R

н / ь - Одновременно,

ур-нне (2.77) относительно

^ , и подставляя

в него те же величины,

строят

линию

Ri=f2(E).

На этой линии

(рис. 3.14) выбирают положение

рабочей

точки

в пределах границ области возможных значений iRi=fi(E),

а по

ее

координа­

там — значения сопротивления Rt

и напряжения источника

питания

Е.

фически, строя

области

возможных значений Я ь в которых обеспечивается устой*

чивый запуск триггера.

3. Емкость

конденсатора Ci ,в триггере на рлс ЗЛа рассчитывают, .исходя из

неравенств

(5-М0)^„з .

Ri +

гц

Ci <

—

•

О- 87)

(3-h 5) (Ri

- I - гд )

Для триггера на одном ТД с общим запуском вначале определяют напряже*

пня U о и U0

и по ф-лам

(3.53), (3.54) при запуске импульсами

отрицательной

тивлению Ri

находят емкость конденсатора CY

В триггере на двух ТД емкость С рассчитывают по формуле

С >

.

(3.88)

2RRi

(гг +

га)

l +

(R1

+

2R)(r1

+ rJ + 2RRL

'

•

4. Индуктивность триггера с общим запуском на одном ТД находят из нера»

веиств

L > ( 5 - r . l 0 ) ( / ? - r - r A ) / l l s ;

(3.89)

L<

(0,2-0,3)

(Я + гл)Г3.

(3.90)

В триггере па двух ТД

L > ( 5 + 1 0 ) , „ 3

(R

+

r3)(RRl

+

Rir

•rRrl)

+

(R +

rl)Rr,

"

Rr» + RiR

+ Rs,. +

Rr,

L -

(0,2+0,3) r3

{ R

+

Г>] <**

+

+ R

^

+

( R

+ Г 1 ) * "

.

(3.92)

1

' ;

3

Rr3 + RiR

+ R i r i

+

Rri

Пример.

Рассчитать

триггер

на одном ТД с общим запуском импульсами сг-

рицателыюй

полярности

(рис. 3.9о)

по

следующим

данным:

У=0,8 В, fHa—

= 0,1

мкс,

7"3=5

мкс, rj = 30 Ом,

г„=500

Ом

(цепочка г и С 2

—

д и ф ф е р е н т

рующая).

L ' I ^ O . I

1. Выбираем тип диода. Для ТД

из

арсенида

галлия

В, ( Л « 0 , 6 В*

тогда по ф-ле (3.80) находим

/, >

(3-5-5) ( 0 , 6 - 0 , 1 )= (3-=-5) мА.

1

^

500

к

'

Выбираем такой же тип диода,

что и при расчете

генератора на ТД. Параметра

ТД следующие: (Л = 0Л

В, (У,=0,6 В, h = 5 мА, /2=0,25 мА.

2.

По ф-лам (3.81)

задаемся

токами

1А

= ( 0 , 8 - 0 , 8 5 ) / 1 =

(0,8+0,85)-5-10~3

=

(44-4,25) мА;

'

/ в

= ( 3 - н 6 ) / а

= (3+6)-0,25-10~3 =

(0,75 - И,5 )

мА.

Принимаем

/ л = 4

мА, / в

= 0,75 мА. По ф-ле (1.1) находим

UA=

V ' i =

4-10~3

- 20 = 0,08 В,

t no ф-ле (1.10), решая ее относительно

ия

= и в при 1я=1в,

находим

3/

/

/

Vv=U*+(Us-L\)y

———

=

=

' 1 — ' з

т У

(0,75 — 0,25)-10~3

= 0,6 +

( 1 , 2 - 0 , 6 ) У

\ 5

_ Q i 2 5

) , 1 0 - 3

~ 0 , 8 8 В.

tlo ф-ле (3.82)

рассчитываем

R =

UB — UA

0,88 — 0,08

—

'А—1

в

=

= 246 ON.

(4 — 0 , 7 5 ) 1 0 - 3

н по (3.83) находим Е:

E=I.R ! A

R ++ UUA A =

4-10-3.246 +

0,08 = 1,06 В.

Окончательно принимаем R=240

Ом и £ = 1 В. Так как выбранные

значения

R и Е очень незначительно

отличаются

от расчетных, то для дальнейшего расчета

оставляем полученные

ранее значения

IА,

/в, UA

и UB

неизменными.

3. Для нахождения

сопротивления

Ri

строим

область

возможных

значений

UQ taf(Ri),

в которых

осуществляется нормальный запуск триггера. Границы

этой области определяются ур-ниями (3.48), (3.49) для

процесса переключения

ы ур-нием (3.50), выполнение которого

обеспечивает невозможность возвратного

границы этих областей определяются ур-ннями

(3.53) и (3.54) для случаев

.»ж»»тс И <« а <тс . Из

(3.48), (3.49) и (3.53) получаем

V

'Я

=

(5 —4)-10-3.500 —0,08 + 0,1

Л ,

Ri~

5 0 7j

:

J—!—-0,if*Ur3Rt-0,l;

{1/-ив

+

иг)г„

Ri

< ('в—

li)r»

+

UB-Ut

(0,8—

0,88 + 0,6) 500

: 490 Ом;

UQ > ^ д =

0,08

В.

Из (3.50) и (3.54) находим

Щ < Rt

'—

+ иг =

(5— 0,75)-10-3-500+ 0,1—0,88

*=Ri-

win

+0, 1 = 2 7 - 1 0 - 3 ^ + 0 , l ;

500

UBri

+

!B г 1 г

н

+ U(ri

+ г»)

ri

+

rH

20 + 500

~

!

~ = 0 , 8 5 B ;

По

полученным

уравнениям

строим

области

U'o=l(Rt)

и UQ=f(Ri)

(рис.

3.15). Находим такое значение,

которое

удовлетворяло бы обеим

областям. Из

рис. 3.15 видно, что

280</?,<490

Ом.

Принимаем

Ri=39Q

Ом

н

в

области

U0=f(Ri)

выбираем

соответствующее этому Ri значение UQ

=0,5

В

(точка Р),

после чего

по

(3.53)

рассчитываем

О, М О - " 6

=

0,134-10— мкс,

U

0,8

0,8 + 0,08—0,5

При выбранном

значении Ri верхняя и нижняя границы

области

V^"f(Rt)

определяются

только

выражением

(3.64)

с учетом

Г н з ^ т с

и /иэ 'Стс,

rtosrOM?

нет

необходимости

производить

проверку

обеспечения

необходимого

значения

U0

при

полученной

постоянной

времени. Если при

построении

областей UQ «

— [(Ri)

и UQ =f(Ri)

окажется,

что они не имеют обще!u

Rt,

то необходимо вы­

бирать ТД с большим током Л

или

увеличить

амплитуду

за­

пускающих

импульсов

и

рас­

чет повторить

заново.

=

(183^366) мкГ;

— — - — _

Т3 (R+r{)

5.1 о ~ 6 (240 + 20)

(260-Т-430) мкГ.

- 3 X 5 -

3-ь5

Принимаем

L = 300 мкГ.