книги / Сборник задач и упражнений по импульсной технике

родействие ключа возрастает, затем уменьшается, так как Сф не успе­ вает разряжаться через входное сопротивление еще открытого тран­ зистора. После закрывания транзистора Сф разряжается через боль­ шое R v Поэтому емкость конденсатора выбирают оптимальной. 7.41. Для устранения рассасывания необходимо обеспечить перед выключе­

ванию процесса восстановления исходного состояния. 7.44. Длитель­

7.45. Для уменьшения длительности среза выходного напряжения.

зистора. 7.50. а) Транзистор войдет в насыщение; б) не войдет в на­ сыщение. 7.51. Можно, /р = 0. 7.52. а) Появится рассасывание из-за насыщения транзистора; б) /р = 0. 7.53. Появится время рассасыва­ ния, так как прямое падение напряжения обычного (кремниевого) дио­ да Unр > (/Кб транзистора. 7.54. Для повышения нагрузочной спо­ собности и быстродействия. 7.55. При открывании и насыщении тран­ зистора Т г транзистор Т 3 также насыщается, и емкость нагрузки Сн быстро разряжается коллекторным током Т 3. При этом диод Д обеспе­

быстро заряжается эмиттерным током Т 2%7.56. Транзистор Т 3 во вклю­ ченном состоянии удерживается большим базовым током, который обеспечивается эмиттерной цепью транзистора T v Поэтому Т 3 не вы­ ходит из насыщения при достаточно большом токе нагрузки.

Транзистор Т 2 во включенном состоянии работает как эмиттерный повторитель. Так как выходное сопротивление эмиттерного повтори­ теля мало, то выходное напряжение слабее зависит от тока нагрузки и допустимы большие значения нагрузочного тока. 7.57. При переклю­ чении схемы в течение некоторого времени транзисторы Т 2 и Т 3 ока­ зываются открытыми. Это приводит к резкому кратковременному воз­ растанию тока, потребляемого от источника питания и, следователь­ но, к возни кновению импульсных помех на общей шине питания. Для того чтобы ограничить амплитуду импульсных помех и включается

141

7.62. Зарядка емкости Сп происходит эмиттерным током транзистора Т 2, находящемся в активном режиме. Выходное сопротивление каска­

=0,16 мкс. Разрядка емкости происходит коллекторным током Г3.

Так как при открытом Т 3 транзистор Т 2 закрыт, то ток разрядки /р =

исключает задержку фронта и рассасывание; 2) перепады входного и выходного напряжения незначительны, что приводит к меньшему вре­ мени перезарядки паразитных емкостей; 3) транзисторы включены по

для открывания 7\>, поэтому он закрыт, б) При входном напряжении

мости отсутствует. 7.76. Напряжение на затворе, при котором обра­ зуется канал. 7.77. Под действием разности потенциалов между стоком и истоком в канале транзистора протекает определенный ток стока / с . При увеличении « с ток / с будет увеличиваться, так как увеличивается

142

электрическое поле вдоль канала, но одновременно нс будет компенси­ ровать напряжение, приложенное к затвору, что вызовет уменьшение толщины канала около стока, т. е. уменьшение его проводимости. Дальнейшее увеличение ис приводит к перекрытию канала, уменьше­ нию его длины и изменению сопротивления по нелинейному закону, что приводит к постоянству тока. 7.78. Явление уменьшения до нуля толщины канала около сгока. 7.79. Напряжение сток—исток, при ко­ тором происходит перекрытие канала, называется напряжением насы­

закрытом и открытом состояниях велико, так как затвор отделен от истока и стока диэлектриком. 7.87. Для уменьшения остаточного на­

говых напряжений обоих транзисторов, то появляется интервал управ­

Длительность среза определяется разрядкой той же емкости, но через выходное сопротивление открытого транзистора, которое меньше # с. 7.103. Фронт формируется во время зарядки емкости С„ и его дли­ тельность определяется постоянной времени зарядки т3 = С0Яс; срез формируется при разрядке емкости С0 током стока /с, значение которого зависит от входного напряжения £ 3: чем больше £ 3, тем боль­ ше / с и тем меньше /ср. 7.104. /ф я» 22 мкс; /ср » 0,73 мкс. 7.105. /ф =

— /ср « 0,81 мкс. 7.106. Потому, что зарядка емкости С3 происходит через нелинейное выходное сопротивление транзистора Г 2, что приво­ дит к более медленному процессу заряда.

143

ГЛАВА 8

ТРАНЗИСТОРНЫЕ ТРИ ГГЕРЫ

§8.1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

ИРАСЧЕТНЫЕ СООТНОШЕНИЯ

Вглаве собраны задачи по триггерам, построенным на ос­ нове ключей, рассмотренных в гл. 7.

Основной схемой является симметричный насыщенный триг­ гер с коллекторно-базовыми связями (рис. 8 .1 , 8 .2 ), представ­ ляющий собой два ключа, нагруженные друг на друга. Для

нормальной работы схемы необходимо выполнить три усло­

с

иВы

j

Рис. 8.1

вия: закрытого и открытого состояний транзисторов и лавино­ образного переключения. Условие закрытого состояния аналогично ключам

в схеме рис. 8 . 1

(8. 1)

в схеме рис. 8 . 2

*где U0— напряжение на насыщенном транзисторе. Условие открытого состояния в схеме рис. 8 . 1

(8.2)

BR m

в схеме рис. 8 .2 .

(8.3)

RK2~\~RI BRKI

144

При переключении триггер проходит четыре стадии: рас­ сасывания (tp), подготовки (г'п), опрокидывания (регенерации)

и установления (ty):

где £/0з — напряжение на базе закрытого транзистора; Imaaa— амплитуда тока запускающего импульса.

Процесс установления напряжений происходит одновре­ менно и включает установление напряжений на коллекторах закрывшегося и открывшегося транзисторов и на базе закрыв­ шегося транзистора. Длительность установления напряжения на коллекторах транзисторов

закрывшегося

где

т —Г RHRl

тс — ь RX+R I

на базе закрывающегося транзистора

145

для схемы рис. 8 . 1

Продолжительность стадии установления определяется большей из рассмотренных длительностей. Минимально допу­ стимый интервал между запускающими импульсами опреде­ ляет разрешающую способность

о+ триггера

Рис. 8.4

146

В импульсной и цифровой технике широко применяются модификации основной схемы триггера. Схема с автоматичес­ ким смещением (рис. 8.5) применяется тогда, когда нет отдель­ ного источника смещения Есм или требуется сохранить работо­ способность в широком диапазоне изменения питающего на­ пряжения. Напряжение-смещения, обеспечивающее запирание

одного из транзисторов в статическом состоянии, получается за счет падения напряжения на Rs от тока эмиттера открытого транзистора:

Схема с нелинейной отрицательной обратной связью (рис. 8 .6 ) построена на базе ключей с нелинейной ООС (см. рис. 7.5) и имеет большее быстродействие (по сравнению со схемой рис. 8 .2 ) и повышенную чувствительность к запускающим им­ пульсам. Быстродействие высокое, так как исключена стадия рассасывания ip. Чувствительность повышена из-за отсутствия затрат энергии запускающего импульса на рассасывание избыточного объемного заряда

носителей в базе.

Схема с фиксацией коллек­ торного напряжения закры­ того транзистора с помощью диодов (рис. 8.7) построена на основе ключей (см. рис. 7.4) и применяется для увели­ чения нагрузочной способно­ сти триггера и уменьшения времени установления.

147

Схема с дополнительными транзисторами и непосредствен­ ными связями (рис. 8 .8 ) обладает повышенной чувствительно­ стью запуска и широко применяется в ряде серий интеграль­

ном транзисторе ( / „ < f/nop, Что выполняется для кремние­ вых транзисторов.

Условие открытого состояния транзистора заключается в

Запуск триггера осуществляется через дополнительные транзисторы Т 3 и Т4, которые при отсутствии запускающих импульсов закрыты и влияния на работу схемы не оказывают. Если Тг закрыт, а ^отк ры т, то наличие отпирающего импуль­ са на первом входе Вхх приведет к открыванию Т 3, положи­ тельный потенциал коллектора Тх уменьшится до U п> что при­

ведет к запиранию Г 2 и отпиранию Tlt т. е. переключению схе­ мы.

148

(рис. 8.9) применяется для формирования прямоугольных им­ пульсов из синусоидального напряжения как пороговое уст­ ройство, реагирующее на определенный уровень сигнала, для запоминания полярности входного сигнала и т. д. Триггер име­ ет два устойчивых состояния: в первом — Ту закрыт, а Тг от­ крыт и насыщен; во втором — Ту открыт, а Тг закрыт. В пер­

вом состоянии Т 2 открыт, так как резисторы НК1 и Rxобеспе­ чивают /б2 > /бп2. Ток эмиттера Тйсоздает на R a падение на­ пряжения

Если |«эа| > |£ /см|, то Ту закрыт.. При подаче на вход импуль­ са положительной полярности с амплитудой

^ т + ^ ^ с м ^э2 (8,13)

триггер переключится и перейдет во второе устойчивое состоя­ ние. Транзистор Ту будет в открытом состоянии, если

% э2 ^ ^ K U l < С и В О Р ’

149

Если на вход триггера подавать синусоидальное напряже­

рис. 8.9 в триггере на основе переключателя тока составлен ре­ зисторами R2, R з и транзистором Т4 в диодном включении. Транзистор Т4 стабилизирует напряжение между базой и эмит­ тером Т 3, изменяющееся под действием температуры.

Пороги срабатывания и отпускания этой схемы определя­ ются

150