Файл: Сиволобов Н.А. Основы полупроводниковой электроники учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 31.07.2024
Просмотров: 187
Скачиваний: 2
- 114 -
codofi двухкаскадний усилитель с замкнутым кольцом обратной связи.
В та Л схеме при |
коэффициенте усиления по замкнутой цепи, |
большем |
единицы (К = К,«г> |
{) возникает регенеративный процесс. |
Схема |
переходит только в другое устойчивое состояние (Т2 открыт, |
Tj за |
крыт) в результате того, что напряжение на конденсаторе С2 больше, чем напряжение на конденсаторе Cj, ток базы транзистора Tj будет
меньше тока базы транзистора Т2 , |
т.е. CJS < |
Cfg . Ток |
У?, убы |
|||
вает быстрее тока Cfg^ , |
так как конденсатор С2 заряжен |
почти |
||||
до E R . Следовательно, |
ток |
базы транзистора Tj прекратится быстрее |
||||
тока бавы Т2 , а |
значит |
Tj |
запирается быстрее, |
чем Т2 . Так конден |
||
саторы Cj и С2 і |
сохраняя на себе |
напряжения во время опрокидывания, |
являются запоминающими влементами прежнего устойчивого состояния триггера и втим обеспечивают переход триггера только в другое устойчивое состояние.
После перехода схемы в устойчивое состояние начинается пере заряд конденсаторов Ст и С2 . Емкость Cg разряжается черев сопро
тивления |
Яг t Rgt |
и открытый транзистор |
Т2 . Ток разряда емкости |
||||
С2 і создающий на |
Rj-t |
падение |
напряжения |
LL s, имеет вначале |
|||
максимальное значение, а ватем по мере разряда |
емкости убывает |
||||||
по экспоненциальному вакону. В результате |
этого |
напряжение на |
|||||
оазе запирающегося транвистора Tj имеет выброс |
(см.рис.4ч,б). • |
||||||
Емкость Oj зарякаѳтся через сопротивление |
RKf |
по такому |
|||||
"путиг |
+ £ л ; Т& |
, |
« , С , , RKf |
t - e K . |
|
|
|
Ток варяда емкости Cj ивменяется также по экспоненциальному за кону. Это приводят в появлению отрицательного выброса на базе отпирающегося-транвистора Т?« Потенциал коллектора запирающегося
- 115-
транэистора Тт падает почти до —БЦ^ не скачкообразно, а постепенно, по закону заряда емкости Cj, так как ток заряда емкости Cj про
текает |
по сопротивлению RK |
. Это приводит к удлинению |
заднего |
фронта |
импульса на коллекторе |
запирающегося транвистора Tj |
Время |
паузы между двумя запускающими импульсами должно быть больше вре мени перезарядки емкости Cj и С2 . чтобы не произошло "пропуска" импульсов. Постоянная времени перезарядки емкостей ограничивает частоту следования запускающих импульсов (разрешающую способность
триггера или максиыалыіуг скорость |
счета). |
О целью повышения разрешающей |
способности триггера емкости |
Cj и С2 следует выбирать по возможности меньшей величины. Однако слишком малыми эти емкости брать нельзя, так как они успеют пере зарядиться за время опрокидывания и никакого запоминания не про изойдет. Обычно величина емкостей Cj и С2 выбирают в пределах 200-гІООО ПФ.
Транзисторные триггеры имеют все аналоги ламповых триггеров.
Автоколебательные мультивибраторы принцип работы мультивибраторов на транзисторах мало отличается ,
от принципа работы ламповых мультивибраторов. Рабочий процесс в схеме автоколебательного мультивибратора состоит в поочередном • закрывании и открывании транзисторов. В результате этого на коллекторах создаются импульсы почти прямоугольной формы.
Простейший вариант схемы транзисторного мультивибратора пред ставлен на рпе.45,а. Ввиду симметричности схемы можно допустить, что после включения схемы мультивибратора в триодах установятся одинаковые токи, но такое состояние схемы неустойчиво. Действи тельно, в схеме непрерывно имеют место флюктуационнне изменения
IIG -
1-Е* fi-
if
ли*!. и
8 |
•— I |
4 |
I |
.9 |
|
2 |
|
6 ^
P и с.ч5. Автоколебател:-нып мультивибратор на тран зисторах: а - принципиальная схема; б - временные диаграммы напряжения
_ 117.
токов триодов и напряжений на электродах. Эти изменения благо даря наличии положительной обратной связи прнводчт к лавинооб разному нарастанию тока в одном триоде и столь же стремительно
му убыванию тока в другом |
триоде. Например, если в триоде Tg |
||||||
ток |
случайно увеличится |
на |
некоторую величину |
д, Ок, |
то |
вызван |
|
ное |
этим изменением тока |
повышение |
потенциала |
коллектора |
этого |
||
триода передается через |
емкость G, |
на вход триода Tj |
и вызы |
вает уменьшение тока коллектора этого триода. Уменьшение тока в триоде Tj вызовет понижение потенциала его коллектора, которое передастся на вход триода Tg, и ток правого триода Tg увеличится
еще на |
л г Зк, |
Если в схеме выполнено условие самовозбуждения, |
|||||
т . е . К -ß>>I, |
то первоначальное изменение тока в |
триоде |
Tg |
, |
|||
пройдя |
по замкнутой цепи усиления и цепи обратной |
связи, |
усилится |
||||
в |
К ß |
раз, вызовет дальнейшее увеличение тока в |
правом |
триоде |
|||
на |
еще большую величину, чем |
первоначальное: |
|
|
|
||
|
Дополнительное увеличение |
тока, усилившись вторично в |
К |
Jb |
раз, вызовет еще большее увеличение тока. Первоначальное незна чительное изменение тока в триоде будет лавинообразно нарастать до тех пор, пока один из триодов не закроется и тем самым замкну тая цепь циркуляции сигнала разорвется. Дальнейшее состояние схемы будет определяться условиями перезаряда конденсаторов схемы.
Работу схемы начнем рассматривать с того момента, когда триод Tj только открылся и триод Tg закрылся (рис.45,б, момент £ t ) . Триод Tj можно считать точкой короткого замыкания трех проводов, подходящих к эмиттеру, базе и коллектору, так как сопротивление
переходов р-п этого триода, находящегося в режиме насыщения, ничтожно мало по сравнению с сопротивлениями остальных элементов схемы. Следовательно, напряжение на коллекторе отпертого триода
|
|
- 118- |
|
|
|
|
|
|
Tj почти равно |
нулю. |
|
|
|
|
|
|
|
В момент закрытия напряжение на коллекторе триода Т2 сначала |
||||||||
скачком понижается на величину |
л |
LLKz |
(рис.ч5,б, |
участок І--ч) | |
||||
а затем экспоненциально поітжается до напряжения коллекторной |
||||||||
батареи - Е к . Напряжение |
6^ С / |
на обкладках конденсатора Cj в |
||||||
момент времени |
é-t |
почти равно напряжению коллекторной батареи, |
||||||
а напряжение |
и ! С г |
на обкладках конденсатора С2 в этот |
момент |
|||||
почти равно нулю. |
|
|
|
|
|
|
|
|
В момент времени |
і( |
открывшийся |
триод Tj создает |
путь для |
||||
разряда конденсатора Cj и для заряда конденсатора С 2 . Заряд кон |
||||||||
денсатора Cr, осуществляется от источника коллекторного питания |
||||||||
током, протекающим по пути: эмиттер - |
база открытого |
триода |
||||||
Tj* конденсатор С2 , сопротивление |
^ « г , - Е к - |
|
|
|||||
За время скачка |
(см.рис. 45,6, участок 1-4) вследствие его |
кратковременности, напряжение на конденсаторе Ср не успевает суще
ственно измениться. После скачка, |
т . е . начинал |
с момента, соот |
|||
ветствующего |
точке 4", конденсатор |
С2 |
заряжается |
по экспоненте |
|
с постоянной |
времени: |
|
|
|
|
t b = c e - ( * t , . s , ) « |
|
ct-RKt. |
|
|
|
Во время |
зарядки конденсатора |
С2 |
(рис.15,б, |
участок |
ч-,5) почти |
все напряжение падает на сопротивление RKt , так как RK |
во много |
раз больше сопротивления эмиттер - база ( ê^.y, ) открытого транэистора Т р т . е . пока протекает ток заряда конденсатора С2 , от
пертый |
транзистор Tj шунтирует участок коллектор-эмиттер тран |
||
зистора Т 2 . Ток эаряда конденсатора |
уменьшается по экспоненте. По |
||
тому же закону уменьшается |
и падение |
напряжения на сопротивлении |
|
RICg |
. Поэтому потенциал |
коллектора закрывшегося транзистора |
|
Т2 понижается до -Ед по мере варяда |
емкости С2 тоже по закону |
|
|
|
|
- 1 1 9 - |
|
|
|
|
|
|
|
|
экспоненты. По окончании заряда конденсатора |
С2 |
(в |
точке |
Б) на |
|
|||||||
пряжение на нем устанавливается почти равным напряжению источника |
|
|||||||||||
коллекторного питания-Ек. Ток заряда емкости С2 |
прекращается и на |
|
||||||||||
коллекторе |
Т2 |
устанавливается напряжение |
і |
равное примерно |
|
|||||||
напряжению Е к . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
После отпирания транзистора Tj начинает разряжаться конденса |
|
|||||||||||
тор Сj по пути: положительная обкладка конденсатора |
С, |
j |
|
|||||||||
- Е к , |
+ Е к , |
эмиттер - |
коллектор |
открывшегося |
транзистора Tj , отри |
|
||||||
цательная |
обкладка конденсатора |
C j . Так как в цепь равряда кон |
|
|||||||||
денсатора |
Сj входит источник коллекторного питания, |
то Oj стремит |
|
|||||||||
ся перезарядиться до напряжения |
- E R . |
Постоянная времени перезаряда |
|
|||||||||
конденсатора Cj определяется величинами емкости Oj и сопротивле |
|
|||||||||||
ния |
RSi |
|
tp. - С, - R s. |
|
|
|
|
|
||||
Ток разряда конденсатора Ст , проходя по сопротивлению |
/?г |
|
||||||||||
создает на нем падение напряжения, плюс которого поступает на |
|
|||||||||||
базу |
триода Т2 и держит его в ѳалертоы состоянии, а |
отрицательное |
|
|||||||||
напряжение коллектора запертого триода Т2 поддерживает открытое |
|
|||||||||||
состояние |
триода Tj через |
его базу. Открытый триод Tj заходится |
|
|||||||||
в режиме насыщения, его сопротивление |
|
очень мало. Поэтому |
|
|||||||||
конденсатор Ст оказывается подключенным к участку база - |
эмиттер |
| |
||||||||||
триода Т2 , |
т.е. напряжение На базе закрытого |
триода Tg будет почти |
|
|||||||||
равно напряжению на конденсаторе Cj и при разрядке конденсатора C j . |
|
|||||||||||
напряжение Цгг на базе триода Т2 экспоненциально |
понижается (рис.45, б] |
|||||||||||
участок 2-3) |
до потенциала |
отпирания триода Tg. В цепи его коллек- |
j • |
|||||||||
тора появляется коллекторный ток, протекающий по пути: +ЕК , емит- |
|
|||||||||||
тер - |
коллектор триода Т2 , |
Й к г , -Ед. В.'результате падения напряже |
|
|||||||||
ния на сопротивлении |
RK& |
потенциал коллектора |
триода Т а |
повышает |
|
|||||||
ся и через |
конденсатор С2 |
передается |
на Оаву триода T j , |
запй-Г^Я |
|
рая его. Пока триод Тт находится в режиме насыщения, уменьшение