Триггер

 

Триггер - это электронный переключатель – бесконтактное устройство с двумя устойчивыми состояниями, способное воздействием управляющего сигнала перебрасываться скачком из одного состояния в другое. Он относиться к регенеративным устройствам с двумя устойчивыми состояниями.

Регенеративными называются устройства, в которых при выполнении определенных условий, возникающие изменения состояний нарастают с возрастающей скоростью - лавинообразно.

Триггер широко применяется в цифровых электронных устройствах. Принцип работы и особенности ЭП рассмотрим на примере симметричного триггера с перекрёстной ПОС.

Симметричный триггер с перекрёстноё ПОС (рис.8) имеет каналы ПОС, ускоряющие процессы принудительного переключения транзисторов. Действие ПОС достигается гальванической связью коллектора одного транзистора с базой другого. С этой целью используют резисторы R₁₂ и R₂₁. Для повышения эффективности ПОС эти резисторы шунтируют конденсаторами С₁₂ и С₂₁.

 

Сопротивления в цепи базы и коллектора рассчитываются таким образом, чтобы обеспечить в стационарном состоянии (которое можно получить, исключив любой из конденсаторов) режим насыщения обоих транзисторов. Для режима насыщения:

поскольку , то .

Поэтому вначале выбирается сопротивление , затем по известным определяется сопротивление .

Поскольку мультивибратор является автоколебательным устойством, рассмотрение его работы можно начать с произвольного момента времени. Пусть после включения схема перешла в одно из квазистационарных состояний, а именно: транзистор VT1 вошел в насыщение, а транзистор VT2 - в отсечку (), кроме того необходимо добавить, что конденсатор С2 заряжен до напряжения U_c2 ≈E, а конденсатор С1 разряжен U_c1≈0.

Заряд конденсатора. В момент опрокидывания схемы цепь коллектор - эмиттер размыкается, но напряжение на коллекторе транзистора изменяется не скачком, а экспоненциально, т.к. конденсатор С1, заряжаясь, формирует фронт импульса напряжения U_к2. Постоянная времени цепи заряда конденсатора С1 τ_з≈С1R_к2. Зарядный ток конденсатора С1 обусловливает экспоненциальный скачек напряжения на базе транзистора VT1. По окончании заряда конденсатора С1 транзистор VT1 удерживается в открытом состоянии током, протекающим через резистор .

Разряд конденсатора. После опрокидывания схемы конденсатор С2 оказывается подключенным отрицательной обкладкой к базе транзистора VT2 , а положительной - через открытый переход коллектор – эмиттер транзистора VT1 - к эмиттеру транзистора VT2, что обеспечивает удержание транзистора VT2 в закрытом состоянии. Конденсатор С2 стремится перезарядиться (от U_c= -Е до +Е), ток разряда протекает по цепи: +С2 ® КЭ_VT2 ® - + E ® R_б2 ® - С2. Видно, что постоянная времени цепи разряда конденсатора , учитывая, что в симметричной схеме мультивибратора С1=С2, а , то

. Разряд конденсатора С2 будет происходить до тех пор, пока напряжение на базе транзистора не достигнет величины, при которой транзистор начинает выходить из режима отсечки (U_бэ≈0).

С этого момента начинается регенеративный процесс опрокидывания схемы.

По окончанию регенеративного процесса опрокидывания схемы транзистор VT2 открывается, а транзистор VT1 закрывается, конденсатор С1 заряжен до напряжения U_c1 ≈E , а конденсатор С2 разряжен до U_c2 ≈0.

Параметры импульсов.

1. Амплитуда выходных импульсов U_m = U_к^─ - U_к⁺ ≈ E так как U_к⁺=I_кн R_кэ⁺ ≈ 0 и

U_к^─ =E - I_к0 R_к ≈ E.

2. Длительность фронта импульса определяется зарядом конденсатора С через сопротивление , т.е. . Длительность переходного процесса ~, а длительность фронта (по уровням 0,1...0,9) .

3. Длительность среза импульса обычно мала и определяется длительностью регенеративного процесса, т.е. инерционными свойствами используемых транзисторов и влиянием паразитных емкостей. Практически .

4. Длительность импульса без учета длительности фронта и среза определяется временем разряда конденсаторов

,

так для рассматриваемого такта

Период повторения импульсов , частота , в симметричном мультивибраторе .

Существуют мультивибраторы в интегральном исполнении. Серии мультивибраторов на ИМС следующие: 155АГ1, 555АГ3, 555АГ4, 564АГ1.

Мультивибраторы, изготовленные по КМОП-технологии: МС14528В, МС14538В, МС14548В, 74НС4538.