Файл: Виглин, С. И. Генераторы импульсов автоматических устройств учеб. пособие.pdf

пряжение и6]

создается

на

входном сопротивлении

R,3

\ током

заряда

1з2

конденсатора

С2

и

постоянным

базовым током

/&и

протекающим также через сопротивление Л^ь

Направление

этих

таков,

а также

тока разряда

(р 1

показано на рис. 16.13. По

мере

заряда конденсатора С2 с постоянной времени'

ток

i32 уменьшается до нуля

и

напряжение

«ei

также

спадает

до значения Ибо 1, определяемого

только

постоянным

базовым то­

ком

/

B

I .

После запирания транзистора

Т2

напряжение и к 2

равно

ик2 =

—

(/fK

—

i3 2 / ? к 2 ) -

Оно

постепенно

приближается

к

уровню

Ек

по

мере

спадания

тока

заряда

1з2.

Напряжение

ик1

остается

постоянным и равным

И И «пи =

-

( ^ к

Лс1 ^?Kl)»

(16.37)

так

как транзистор Т\ насыщен и не управляется

базовой цепью.

Заряд конденсатора С2 оканчивается сравнительно

быстро,

по­

скольку

Т з 2 < £ т р | .

ратной связи

транзистор Т2 отпирается полностью и

насыщается,

а транзистор

Т\ запирается. Схема переходит

в состояние, соот­

ветствующее

такту то. Теперь конденсатор С]

быстро

заряжается

запирая транзистор 7Y

В

момент

/ 3 ) когда напряжение

«ai спа­

дает до нуля, цикл

работы

повторяется.

Таким

образом,

мультивибратор

на транзисторах

генерирует

импульсы

с периодом

колебаний

T=xt +

^,.

Длительность такта

п

определяется

разрядом емкости

С,,

а такта

Тг — разрядом емкости

С2.

У$2 = = ^ к

1Мк2 мин|-

Подставляя значения

« к д ш „

из соотношений

(16.36) и

(16.37),

найдем

UK\ — /к-1 RK\\

(16.38)

UK2 =

А;2

RKI-

Скачки напряжения

uKi

передаются

через

конденсатор

С\ на

базу транзистора Т$, а напряжения

иК2

— на базу транзистора

Т\. Следовательно,

с/бм2 =

Лп RK\'<

(16.39)

Uoul — 7ic2

RK2-

Для определения токов

1К\

и /к г найдем

на статических ха­

Определим

положение

рабочей

точки транзистора

Т\.

Если

' з 2 ^ ^ 1 ,

что

обычно выполняется, то после полного заряда кон­

денсатора Со в течение основной части такта х\ ток базы

Ли— Ли

имеет постоянную величину и течет только через резистор

Rei

(рис. 16.13).

Составив уравнение Кирхгофа для базовой

цепи

транзистора 7\, получим

I^Col!

г

Ек

Так

как

j«6oi| €

Ек,

то при

расчете

можно пренебречь малой величиной «ooi

н

пола­

гать

/61~ф-.

(16.40)

Ввиду того,

что /б1 =

const,

рабочая точка находится на ста­

тической характеристике ODaF

(рис. 16.15).

При

изучении транзисторного

ключа * установлено, что

режим

тивления RK. Если выполнено

неравенство

Як1

<й4ц

(16-41)

Pi ЛИ

При таком выборе рабочей точки обеспечивается

высокая

ста­

бильность

длительностей

тактов, так как в ненасыщенном

режи­

ме отсутствует явление рассасывания неосновных носителей.

Но

при

изменении

базового

тока

h\

(например, из-за

нестабильнос­

ти

напряжения

питания

Ек)

наблюдается

нестабильность

ампли­

туды

2 Д с / к

(рис.

16.15), так как

рабочая точка

может

переме­

щаться

на

участке

D".

При достаточно

большом

RK, если выполнено

неравенство

/ ? к 1 > - р - х - .

(16.42)

Pi y

6 i

линия

нагрузки занимает положение AD2-

В рабочей точке

D2

по­

возможные измен амия! '-базового тока), 'амплитуда

UK .импульсов

не­

изменна, '.вследствие того что 'база не упрашляет

«оллектормьим

то­

ность которого t9 зависит от температуры, наблюдается

значи­

тельная нестабильность длительности тактов.

Рис. 16.15. К определению рабочей

Рис. 16.16. Влияние рассасывания

точки

транзистор?.

на

длительность

такта.

Влияние времени рассасывания на длительность такта поясняется на

рис. 16 . 16 . В момент

t2

отпирания

транзистора

7"э

на

базу транзистора

7\ передается

положительный

скачок

напряжения

и

уменьшается ба­

зовый ток г'б1-

Если

транзистор

Г,

насыщен, то

это

не

вызывает немед­

ленного изменения тока

коллектора

iK1,

который продолжает

сохранять

сителей. Из-за

сохранения

напряжения на

коллекторе

ик1 =

" K I МИН

положительная

обратная связь не действует.

Только через

промежуток

tai в момент t2'

(рис. 16.16) ток коллектора

4 i

начинает

уменьшаться.

Отрицательный

скачок Д и к 1

передается на

базу

транзистора

7"2,

и цепь

положительной обратной связи замыкается.

Именно в момент t2'

схема

переходит в новое состояние. Следовательно,

длительность такта

vi = T i +

определяется не только

длительностью

разряда

конденсатора

Си

но и временем рассасывания

tpt.

То

же

происходит

и в

момент

tv

отпирания транзистора Тх.

Из-за

рассасывания неосновных

носителей

в

транзисторе Т3 длительность

такта

*ра-

т а '

— т 2 +

границе насыщения (точка

£>3

на

рис.

в

которой

ток

1К

слабо зависит от тока 1

б

и весьма

в,ремя

рассасывания

/ р .

мало1 6 . 1 5 ) ,

Для этого необходимо выбрать сопротивление

R к1 соответствую­

щим граничному значению между неравенствами

(16.41) и

(16.42):

P i

'й>

( 1 6 . 4 0 ) ,

Подставляя величину

/ б 1

из формулы

получим

( 1 6 . 4 4 )

/ ? к ! =

- ^ - .

P i .

Если

подставить

значение / б

в

неравенства ( 1 6 . 4 1 ) и

( 1 6 . 4 2 ) ,

то

найдем, что при

RK <

.

имеет место ненасыщенный режим,

а при

/ ? к > — - J T

насыщенный режим. Индекс «1»

опущен,

так

Здесь

транзистор

7\ заменен

замкну­

тым ключом,

так

как приближенно

мин

=

0.

Влияние

запертого

транзистора

Т2

учитывается

генератором тока / к 0 , под­

ключенным к сопротивлению /?б2На

самом

деле

последовательно

с участ­

ком база — коллектор транзистора

Т2

в принципиальной

схеме

(рис. 16.13)

включен

резистор

RK2,

но

поскольку

согласно

соотношению

(16.44)

RK

<t RU>

Рис. 16.17. Эквивалентная

можно

пренебречь

малым

напряже­

в

схема разряда конден­

нием

I K 0 R K

2 ,

из-за

чего

схеме

(рис.

сатора

16.17)

сопротивление

R K 2

закорочено.

Эта

схема ничем

не отличается от схемы разряда конденсато­

ра в блокинг-генераторе

(рис. 15.38). В мультивибраторе

конден­

сатор

С]

(или

С2)

стремится

перезарядиться,

причем напряже­

ние

Й С ]

(или

иС2)

определяется соотношением

(15.109). Подстав­

ляя

сюда

t=%\

при «ci =

0, найдем аналогично

формуле

(15.110)

длительность такта

*! =

V

I n -

^ C M I -4- / к 0

R62

(16.45)

'к "4" ^КО /?б2

где постоянная времени

разряда

Точно так

же

Ru\

v 2 =

*р 2

In •Ек

+

^ С м 2 +

/ко

(16.46)

/кО

/ ? б !

где

— R-61 ^ 2 '

т р 2

Стабильность длительности

тактов t i И т2 определяется

тем же

Учитывая

неравенство

(15.114), в формулах (16.45) и (16.46) мож­

но пренебречь малой

величиной

Ко Re-

Кроме

того, так как ве­

личина иб0

мала, согласно соотношению

(16.35)

Тогда формулы (16.45)

и (16.46)

преобразуются

так:

^ 1

== -=pi In 2 = 0,69 т р 1 ;

(16.47)