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

Вместе с напряжением ику уменьшается ток связи

iCB {

и

воз­

растает

согласно формуле

(18.1)

натряжемие

«62 -

Это,

как из­

вестно, приводит к уменьшению коллекторного

тока iK 2

и

возрас­

танию

(по абсолютной величине)

напряжения

ик2.

Скачок

ДиК 2,

в свою

очередь, приводит

к росту

тока связи

г с з 2

и уменьшению

щение

Д й б 1 ,

появившееся

вследствие действия обратной

связи,

вызывает новое положительное

приращение

коллекторного

тока

Д iK\ ,

причем

Д iK\ > Л

при

достаточном

усилении в двухкас-

поясняется

следующей

цепочкой

приращений:-

Д г к 1

f - >

Д и к 1 f

Д

г с в

1 \ -+ Д

«62 f

д i«21

- > Д ик21

- »

t

1

- » A i c

a г

f ^

Д и б 1

| - > Д iKl' f i .

Если

общий

коэффициент

усиления

обоих

каскадов

К=К1К.,>

1,

то в схеме имеются условия для существования

лавинообразного

процесса. В результате действия положительной

обратной

связи

из-за малейшей флуктуации

ток

в

одном

из транзисторов растет,

а в другом уменьшается. Очевидно, возникающий

лавинообразный

процесс

закончится, когда

запрется

один

из транзисторов.

Так, в

указанном

выше случае полностью

отпирается транзистор

Ту и за­

пирается транзистор Т2.

Если

флуктуация имеет

обратный

знак,

то запрется транзистор

Ту и

полностью откроется

транзистор Т2.

Определим условия, которые должны быть

выполнены

для

того, чтобы схема надежно находилась в одном

из

устойчивых

состояний.

Для первого

состояния должны

выполняться

неравенства

« б 1 < 0 ;

и 6 2

> 0 .

(18.10)

Если транзистор

Ту открыт,

то

напряжение

ик\

и ток

связи

/ с в ,

имеют минимальное значение. В то же

время,

когда

транзистор

Т2 заперт, напряжение ик2

и ток

связи

/ с в 2

максимальны.

Вос-

'св 1 =

=

' C B J мин!

'св 2=

=

' с в 2

макс)

увидим, что неравенства

(18.10)

выполняются, если

в 2 макс /? 6 i;

(18.11)

Еб >

' C B

I

мни #02 -

(18.12)

Из этих неравенств ясно, что триггер находится в первом устой­

чивом состоянии, во-первых, благодаря

различным

токам

связи

'св] мни и гС в2 макс

и, во-вторых, при правильном

выборе напряжения

смещения

Еб.

Так

как

ток

' с в ,

минимален,

то

напряжение

' с в 1 м и н # б 2

мало

и не способно

скомпенсировать

смещение

Ей-

За счет

последнего

заперт транзистор Т2 . В это же время ток ' с в 2

максимален,

и

напряжение

' с в 2 м а к С # б 1

компенсирует

действие

смещения

Е6

и управляющего

сигнала

и у п р .

За

счет

большой

величины

i

C B ,

макс/?б1

на базе

транзистора Ту создается

отрица­

тельное

напряжение

"ei < 0, которое

удерживает

его в

открытом

состоянии.

Во втором устойчивом состоянии должны выполняться следую­

щие неравенства:

к б 1 > 0 ;

и б 2 < 0 .

(18.13)

В этом состоянии ток связи

4 в 1

имеет

максимальное

значение

вместе с напряжением ик\, а ток связи

/ с в 2 минимален, как и на­

пряжение

ик 2 .

Подставляя щ формулы

(18.1)

и

(18.5)

значения

'св

1=

:

' с в , макс •

'св 2

' с в 2

МИН!

найдем, что для обеспечения

второго

устойчивого

состояния

долж­

ны выполняться

условия

( £ 6

+

а 3 и у п р ) >

; с в 2 М Ш 1 / ? 6 г ,

(18.14)

Еб <

' C B

J

макс # 6 2 .

(18.15)

Транзистор

Т\ заперт за счет действия смещения

Еб

(с поправ­

кой на управляющее напряжение иупр),

а транзистор Т2

открыт

благодаря

тому,

что напряжение

' с в , М а к с # б 1

компенсирует

дей­

ствие Еб

в цепи

базы.

При чрезмерно малом смещении Еб, когда условия запирания

(18.12)

или

(18.14)

не выполняются, устойчивые

состояния

иные.

В этом

случае оба транзистора

открыты, « о ограничение

лавино­

Каждая па.ра неравенств (18.11)

и (118.12)

или (18,14) и

(18.15), определяющих состояние

транзисторов

Т\ и Т2, может

А £ С в ~ 'сп макс ^св мин-

В этом выражении

индексы «1» и «2» опущены, так как оно спра­

ведливо для обеих

цепей связи. Очевидно,

ще всего выбираются различными сопротивления связи

( R C B I ^

RCB

вначале воздействие управляющего сигнала на сим­

т = Изучимl ) -

метричный

триггер,

считая

транзисторы

безынерционными.

Это

справедливо, если управляющее напряжение изменяется достаточ­

но медленно, чтобы пренебречь инерционными свойствами транзи­

сторов.

В симметричной схеме обе цепи связи одинаковы. Поэтому, ес­

ли справедливы неравенства

(18.12) и (18.15)

для второго

тран­

зистора

Т2, то и условия

(18.11) и (18.14)

для транзистора Т{ вы­

полняются

при «у П р=0.

Это означает, что симметричный

триггер

при #уп р =

0может

находиться в любом из устойчивых состояний.

Какое из них установится

после включения, зависит

от знака на­

чальной флуктуации тока или напряжения.

Предположим, что установилось второе состояние, когда тран­

зистор

Т\ заперт, а транзистор Т2 открыт. Напряжения

иа

базах

транзисторов Тх и Т2 определяются из соотношений (18.1)

и (18.5):

« б з

1 =

Ев— ^свомин R6l\

(18.16)

Иво2

=

Еб — iCBi макс/?б2-

(18.17)

Так

как при

запертом

транзисторе

Т{

ток связи

максималь­

и ток базы

/е.2 протекают через сопротивление

R

K

\ ,

то

А й м а к е

ное напряжение на коллекторе транзистора Т\ будет

1"к1

макс| =--ЕА

— ( i C B l м а к с +

hi) RKI-

(18.18)

При ИуПр < 0 напряжение

«бъ будучи положительным, уменьшает­

ся и в момент t\ достигает

нулевого значения. Транзистор Тх отпи-

Рис.

18.7. Форма

напряжений в симметричном

триггере при

воздействии непрерывного

управляющего напряжения.

рается. Так как в этот момент и транзистор Т2 открыт, то возни­

кает лавинообразный

процесс,

в

результате которого

транзистор

Ti отпирается полностью,

а транзистор

Т2 запирается. Схема пе­

реходит в первое устойчивое состояние.

Величину порогового напряжения U„u

при котором

происходит

переход триггера из второго в первое устойчивое состояние, най­

дем из уравнения

(18.5). Подставляя

« 61

= 0 ;

^упр =

: =

^ Л ц !

получим

'сп 2 =

=

'св2 миН)

Unl

=

-{E6-iCB2>iUHR61)-L-

3

(18.19)

Так как в момент ^ скачком возрастает

ток связи iCB2, то

после

окончания лавинообразного процесса согласно выражению

(18.8)

на базе транзистора T i устанавливается

напряжение

Кб 11 — Е(, — i C B 2 макс/?б1 +

а 0 Unl < О,

триггер,

как и

мультивибратор,

рассчитывается таким образом,

что при

и у п р =

0 режим

открытого транзистора

соответствует

границе

насыщения. При

этом

условии критическое

напряжение

|Ибп| =

| " 6 i кР| +

« 0 | ( / п 1 |

превышает и6\к р , то после

отпирания

транзистор Т\ переходит в

ние управляющего сигнала в промежутке t\—t2 ток коллектора

iK\

и напряжение

ик\

остаются

постоянными. Значит, сохраняет

ми­

нимальное значение ток связи iCB и

из-за

чего транзистор

Г2

на­

дежно заперт.

В момент t2, когда в процессе изменения управляющего сигна­

ла окажется и у п р — 0, транзистор Тх

выходит из состояния

насыще­

ния. При н у п р >

0

постепенно возрастает напряжение

и6\ И умень­

шается коллекторный ток гк ] , что вызывает постепенное (не

л а

винообразное)

'возрастание

напряжения

|иВ|| и

тока

связи

J C B J .

Это приводит к спаданию напряжения

и52-

Дальнейший ход процесса зависит от того, что наступит рань­

ше: запирание

Т\ вследствие

возрастания

u6i

или отпирание

7?

из-за уменьшения « 6 2 . Так как коэффициент усиления

первого

кас­

када

/ G > 1 , то

обычно раньше наступает

отпирание

транзистора

Т2 (момент tz иа рис. 18.7).

" 6 i =

" 6 o i ;

" у п р = =

Un2;

12 С. И. Внглин.

1??