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

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

- 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

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