Файл: Сиволобов Н.А. Основы полупроводниковой электроники учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 31.07.2024

Просмотров: 186

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

- 110-

 

 

 

Соотношения между Rtu

Kg и я s, и R

rc и величина

базо­

вого смещения LLf

должны быть такими,

чтобы один из

 

транзи­

сторов был надежно

закрыт,

а другой открыт и находился

в режиме

насыщения (или близком к насыщениг). Такие состояния триггера будут устойчивыми, два других (оба транзистора одновременно за­ крыты или открыты) неустойчивые.

Использование насыщенного режима транзистора позволяет су­ щественно повысить помехоустойчивость схемы (защитить от ложного срабатывания), так как потенциал коллектора насыщенного транзисто­ ра практически остается постоянным даже при сравнительно заметных ивменеяиях входного тока. Креме т о г о , л режиме насыщения остаточ­ ное напряжение на транзисторе и его внутреннее сопротивление уменьшаются, что способствует более полному использованию энергии источника питания и повышению нагрузочной способности триггера. .

Для удобства в анализе работы триггера равобьеы весь процесс работы на три этапа.

1-й этап: с момента включения до установления исходного со­ стояния. Поскольку схема триггера симметрична, то сраву после включения источников питания оба транвистора могут оказаться открытыми или закрытыми. Докажем, что эти состояния триггера неустойчивы. Так, например, когда оба транзистора одновременно открыта, схема работает как усилитель тока с вамквутой петлей обратной связи. Предположим, что из-за олучайннх отклонений (на­

личие нестабильности источников питания, неидентичности транзисто­ ров и других деталей схемы, ивменения температуры и прочих причин)

ток Оаан первого транвиотора Tj (ом.рис.44,а) увеличивается на величину Д 3$ • Изменение тока базы усиливается транзистором и


- I I I -

приводит к увеличению тока коллектора:

Часть тока коллектора,

ответвляясь во входную цепь второго тран­

зистора, уменьшает

ток

его базы на величину A ^ І ^

• д

7 « ~

' ß,

Vi

г д

е

~ коэффициент

токораспределения, определяю­

щий, какая часть изменения тока коллектора Tj ответвляется

в базу

Т2«

С

уменьшением тока

базы второго транзистора уменьшается и его

 

коллекторный

ток

д t

- ßs л

Угг

, что приводит к последую­

щему увеличению тока базы первого

транзистора. Таким образом,

начавшееся,

пусть даже ничтожно малое

изменение тока

^Ѵ,

будет

поддерживаться в том же направлении, в каком оно возникло, до пол­ ного насыщения одного транзистора и полного запирания другого (в данном случае Tj откроется, a Tg закроется). Благодаря малой инер­ ционности транзисторов протекание описанного, процесса лавино­ образно и заканчивается переходом схемы в одно иа устойчивых состояний.

2-й этап; исходное состояние. Ввиду симметричности схемы оба транзистора находятся в одинаковых условиях. Какой из них

откроется, а какой закроется, зависит

от случайных причин. Напряжен

ния на коллекторе

и на баэе открытого

транвистора

(предположим,

Tj) близки к нулю,

так как открытый транзистор находится в режиме

насыщения (рис.44,б). На коллекторе закрытого транвистора Тд

напряжение цримерно равно Е к ,

т.е.

Ц>ке

~ Ек

(практически

LL« ~ 0,9Ек).

Напряжение на базе закрытого триода положи­

тельно и равно примерно напряжению источника базового смещения,

т.е. LLsg~

Es

. Конденсатор С2 заряжен до напряжения источника

коллекторного питания, т.е.

LLCi

-

£,<

• Полярность заряда

конденсатора

Cg указана на рис.44,а.

Конденсатор Cj раэряжен до


- T I 2 -

напряжения

LLC

=

£ s , т.е.

почти полностью. Детали схемы рас-,,

считаваются такими, чтобы состояние схеш являлось устойчивым,

никакие случайные изменения токов или напряжений в схеме не могли

бы вывести ее из состояния равновесия. Ввиду незначительной

их

величины рабочая

точка А закрытого триода

и рабочая точка

В (см.

г рис,чЗ, б) открытого

триода несущественно мало изменяют свое положе­

ние на характеристиках. Если учесть то обстоятельство, что точка

А. находится

в области

отсечки, а

точка В в

области насыщения,

то

небольшие изменения в положении этих точек не вызовут существен­

ного изменения в

состоянии схемы. Таким образом, это состояние

триггера будет устойчивым.

 

 

 

3-.J! этап: переключение схемы (срабатывание,.опрокидывание).

Переключение

схемы -

это процесс

перехода

триггера из одного

устой­

чивого состояния в другое. Переключение в транзисторных тригге­

рах осуществляется подачей запускающего импульса от автономного

источника. В рассматриваемой схеме

переключение осуще­

ствляется импульсами положительной полярности £^зо л череэ развязы­

вающие диоды Д j и Д,

(счетный вход). При подаче на вход 1-го

за­

пускающего шшульоа открытый транзистор Tj закрывается. Поступле­

ние же положительного импульса на базу закрытого транзистора Т2 іне вызывает изменения его состояния. Таким образом, к концу за­

пускающего импульса при достаточной его длительности оба транзисто­

ра оказываются в закрытом состоянии. А так как оба транзистора находятся в одинаковом оостоянии, то после окончания запускающего импульса переход схемы в устойчивое состояние имеет случайный ха­ рактер. Это значит, что открыться может любой из транзисторов. Если Откроется бывший ранее открытым транзистор Тт , переключение схемы не


- 113-

цроизойдет. Для того, чтобы после окончания запускающего шшульса триггер перешел во второе устойчивое состояние, т . е . чтобы ранее открытый транзистор Tj закрылся, а Т2 открылся, необходимо нали­ чие в схеме запоминающего элемента. Таким запоминающим элементом является емкости и С2 - Величины емкостей Cj и С2 должны быть такими, чтобы эа время опрокидывания триггера напряжения на них практически не ивменились.

Процесс запоминать происходит следующим образом. После вапирания транвистора Tj ток от источника запускающих импульсов

протекает через емкость Cj, сопротивление R к

и

источник Ед.

С окончанием запускающего пмпульса разрывается

и

цепь тока, про­

текающего через емкость Cj. Прекращение этого тока вызывает скач­

кообразное

понижение

потенциала коллектора

транзистора

T j . Отри­

цательны!! перепад

потенциала с коллектора транзистора Tjчерез

делитель

/?(

Rgg

поступает

на базу

транэистора

Tg и ком­

пенсирует имеющийся там положительный потенциал,

запиравший тран­

зистор

Т 2 ,

отпирая его. В цепи базы

Т2

появляется

ток

С/$г , ко­

торый,

протекая

через

сопротивление

RK

,

приостанавливает даль­

нейшее

понижение

коллекторного потенциала

T j . После окончания Sa-

пускающего импульса транзистор Тт оказывается снова отпертым. Так

как продолжительность

запускающего

импульса і-и

меньше

постоян­

ной времени цепочек

Я, С, и f?£ Сг

, то за время

действия

импульса

потенциал базы транзистора Tj не изменится существенно и останется таким же, как до поступления запускающего импульса.

Таким образом, после окончания запускающего импульса оба

транзистора оказываются

отпертыми. Отпертые транзисторы работают

в режиме усиления, т . е .

схема триггера в этот момент представляет