книги / Сборник задач и упражнений по импульсной технике

где ul{01 — напряжение на коллекторе открытого транзистоpa 7V

Триггеры на МОП-транзисторах реализуются на основе со­ ответствующих ключей, рассмотренных в гл. 7 . При этом вы­ ход одного ключа соединен непосредственно со входом другого. Последнее возможно благодаря достаточно большим значени­

ям порогового напряжения. Закрытое состояние одного тран­ зистора достигается тем, что напряжение между стоком и ис­ током другого в открытом состоянии меньше порогового ис„0< < UBOp; открытое — тем, что на­

пряжение на затворе, равное на­ пряжению на стоке закрытого транзистора, больше порогового

§8.2. СИММЕТРИЧНЫЙ ТРИГГЕР

СКОЛЛЕКТОРНО-БАЗОВЫМИ СВЯЗЯМИ

8 . 1 . Какое устройство называют триггером?

8 .2 . Сколько устойчивых состояний имеет триггер. \акие это состояния?

15)

8.3.Какое состояние называется у с т о й ч и в ы м ?

8.4.В каком режиме находятся транзисторы Тх и Т2 в схе­ ме рис. 8 . 1 в первом устойчивом состоянии, во втором?

8.5.* Триггер (см. рис. 8.1) находится в первом устойчивом состоянии, при котором транзистор Тг открыт, а Т2 закрыт; плечи схемы симметричны. Источник £ см воздействует через резисторы R2 и #£ на базы транзисторов 7\ и Т., и стремится закрыть оба транзистора. Почему Е ш транзистор Т 2 закрыва­ ет, а Тх — не закрывает?

8 .6 . В чем заключаются условия закрытого и открытого состояний транзистора?

8.7. В чем состоит условие лавинообразного опрокидыва­ ния триггера? Поясните физические процессы, происходящие при этом в схеме.

8 .8 . Можно ли определенно сказать, в каком состоянии ока­ жется симметричный триггер (см. рис. 8 .1 ) после включения

=200 пФ.

8.10.В задаче 8.9 триггер находится в первом устойчивом состоянии: Тхоткрыт, Тг закрыт. Изменятся ли состояние триг­ гера и режимы работы транзисторов, если подключить резис­ тор R = 12 кОм: а) параллельно Rx, б) последовательно R J

8.11.В задаче 8.9 в исходном состоянии транзистор Т, открыт, а Т2 закрыт. Изменятся ли состояние триггера и ре­

жимы работы транзисторов, если подключить резистор R —

=1 0 кОм; а) параллельно R2; б) последовательно R2; в) па­

раллельно Rг; г) последовательно R2?

s= 1 0 кОм. Как это скажется на работе схемы?

8.14. При сборке схемы триггера по данным задачи 8.9 вместо R2 — 1 0 кОм ошибочно впаяли резистор R2 =

=1 0 0 кОм. Как это скажется на работе схемы?

8.15. Как скажется на работоспособности триггера в зада­

152

8.17. В схеме рис. 8.1 в транзисторе Тj произошел пробой коллекторного перехода (сопротивление перехода стало равно нулю). В каких режимах работают транзисторы и каким обра­ зом можно обнаружить эту неисправность?

8.18. Как скажется в задаче 8.9 на режимах работы тран­ зисторов подключение параллельно RK1 резистора R =

=1 кОм?

8.19.Почему в триггерах, собранных на кремниевых тран­ зисторах, наличие источника £ см не обязательно, а на герма­ ниевых — обязательно (см. рис. 8 .1 )?

8 .2 0 . Каким образом достигается выполнение условия зак­

=со.

8.25.Определите минимальное сопротивление нагрузки Rn, подключаемое параллельно транзистору Г» в задаче 8.21, если Rн = оо.

8.26.* К триггеру (рис. 8.14) подключен ключевой каскад.

= 0,2 B, Unop = 0,6 В. Проверьте, выполняются ли условия работоспособности триггера и условия насыщения и запирания транзистора Т3.

153

8.27. К триггеру с параметрами схемы, указанными в задаче 8.26, подключается ключевой каскад с R K3 = 2 кОм. Опреде­ лите максимальное сопротивление резистора Ruit обеспечива­ ющее выполнение условий насыщения и запирания транзисто­ ра Т3.

§ 8.3. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В СИММЕТРИЧНОМ ТРИГГЕРЕ С КОЛЛЕКТОРНО-БАЗОВЫМИ СВЯЗЯМИ.

СПОСОБЫ ЗАПУСКА ТРИГГЕРОВ

8.28.Объясните причины наличия стадий рассасывания, подготовки, опрокидывания и установления в триггере при его переключении.

8.29.* Определите длительность переходных процессов в

риггере в задаче 8.9, если на базу насыщенного транзистора Тг подается импульс прямоугольной формы iBX = 2,5 мА. Граничная частота транзисторов /<* = 1 МГц.

8.30.Какое быстродействие имеет триггер в задаче 8.9?

8.31.Как изменится быстродействие триггера в задаче 8.29, если: а) сопротивления R3 уменьшить до 8 кОм; б) сопротив­

ления R Kувеличить до 2 кОм; в) напряжение £ см увеличить до 5 В?

8.32.Рассчитайте в задаче 8.29 длительности фронта и среза напряжения на коллекторе транзистора Т г.

8.33.Найдите длительность переходных процессов в триг­ гере в задаче 8.21, если на базу насыщенного транзистора 7\ подается импульс прямоугольной формы jDX = 2,5 мА. Гра­

ничная частота транзистора /а = 10 МГц.

8.34.Определите быстродействие триггера в задаче 8.33.

8.35.Как изменится быстродействие триггера в задаче 8.33, если емкость Сг: а) увеличить до 300 пФ; б) уменьшить до 100 пФ?

8.36.Почему при запуске триггера по базе открытого транзистора необходимо обеспечить длительность запускаю­

щего импульса больше времени рассасывания f3an > tp?

8.37. Почему запуск запирающим импульсом является предпочтительным по сравнению с запуском отпирающим?

8.38.Почему при несимметричном запуске триггера жела­ тельно обеспечивать определенную (и небольшую) длитель­ ность запускающих импульсов?

8.39.Почему при несимметричном запуске триггера по одной базе разделительный конденсатор С рз и входное сопро­ тивление транзистора (см. рис. 8.3) для запускающего импуль­ са должны образовывать переходную цепь?

154

8.44.Какую функцию в схеме рис. 8.4 выполняют кон­ денсаторы С3 и С4?

8.45.В схеме рис. 8.4 транзистор 7\ открыт, а Тг за­ крыт. На базу какого транзистора поступит отрицательный импульс запуска?

пульсами рис. 8.15. Нарисуйте форму выходного сигнала с коллектора Т2.

8.47. В исходном состоянии в схеме рис. 8.3 транзистор 7\ открыт, Т2 — закрыт. Запуск осуществляется по двум базам импульсами рис. 8.16. Нарисуйте форму выходного сигнала с коллектора Т2.

§8.4. РАЗНОВИДНОСТИ ТРИГГЕРОВ

СКОЛЛЕКТОРНО-БАЗОВЫМИ СВЯЗЯМИ

8.48.Каким образом в схеме рис. 8.5 получают напряжение смещения.

8.50. В схеме рис. 8.5 ошибочно не впаяли резистор /?г. Как это скажется на работоспособности триггера?

155

8.51. С какой целью резистор Rg в схеме рис. 8.5 шунти­ руют конденсатором Сэ?

8.52. Почему при одном и том же напряжении источника £ „ амплитуда выходного напряжения в схеме рис. 8.5 меньше, чем в схеме рис. 8 .1 ?

8.53.Почему при прочих равных условиях быстродействие схемы рис. 8 . 6 больше, чем схемы рис. 8 .2 ?

8.54.Почему при прочих равных условиях чувствитель­ ность запуска в схеме рис. 8 . 6 больше, чем в схеме рис. 8 .2 ?

8.55.С какой целью в схеме триггера рис. 8.7 применяются диоды Д,, Д2 и источник £ф?

8.56.Поясните, за счет каких процессов увеличивается быстродействие схемы рис. 8.7 по сравнению со схемой рис. 8 . 2 (при прочих равных условиях).

8.57.Почему нагрузочная способность триггера рис. 8.7 больше, чем у триггера рис. 8 .2 ?

8.58.С какой целью в схему триггера рис. 8 . 8 вводят до­ полнительные транзисторы Т 8, Т4?

8.59.Каким образом в схеме триггера рис. 8 .8 . обеспечи­ ваются условия открытого и закрытого состояний транзисто­ ров?

8.60.Почему в схеме триггера рис. 8 . 8 дополнительные транзисторы Т 3, Т4 в исходном состоянии должны быть за­ крытыми?

§8.6. ТРИГГЕР ШМИТТА

8.61.Сколько устойчивых состояний имеет несимметрич­ ный триггер (см. рис. 8.9, а)?

8.62.В каком режиме находятся транзисторы в схеме рис. 8.9: а) в первом устойчивом состоянии; б) во втором ус­ тойчивом состоянии?

8.63.* Проверьте, обеспечиваются ли условия открытого и

закрытого состояний транзистора 7\ в схеме рис. 8.9, а, если £ к = 20 В, R K1 = 1,8 кОм, Д к2 = 600 Ом, Ra = 150 Ом, Ддг — 18 кОм, Дд2 = 3,3 кОм, Unop = 0,6 В.

8.64.Определите необходимые амплитуды положительных

иотрицательных запускающих импульсов в задаче 8.63, обес­ печивающих переключение триггера.

8.65.Определите пороги срабатывания и отпускания триг­ гера в задаче 8.63.

8 .6 6 . Как изменятся пороги срабатывания и отпускания в

156

8.67. Как изменятся пороги срабатывания и отпускания в задаче 8.65, если: а) увеличить сопротивление RH1до 2 кОм; б) увеличить сопротивление RKi до 800 Ом?

8 .6 8 . В схеме триггера рис. 8.9, а ошибочно конденсатор С впаяли параллельно резистору Яэ. Как это скажется на ра­ ботоспособности триггера?

8.69. Сколько устойчивых состояний имеет триггер на ос­ нове переключателя тока (см. рис. 8.10)? В каком режиме нахо­ дятся транзисторы Тг и Т2: а) в первом устойчивом состоянии;

§8.6. ТРИГГЕРЫ НА МОП-ТРАНЗИСТОРАХ

8.71.Почему триггеры на МОП-транзисторах выполняются

снепосредственными связями?

8.72.Каким образом в схеме триггера (см. рис. 8 .1 1 ) обес­ печивается выполнение условий: а) закрытого состояния тран­ зистора; б) открытого состояния транзистора?

ющее нормальную работу триггера.

8.74. Определите амплитуду выходного импульса в задаче 8.73.

8.75. С какой целью в схеме рис. 8.12 введены транзисторы

Ть, Г с?

8.77. В схеме рис. 8.12 транзистор Тх закрыт. Определите, в каком режиме находятся транзисторы Тг, Т3, Тл, Т5, Т6.

8.78. Определите значение выходного напряжения в схеме

Произойдет ли переключение триггера, если импульс положи­ тельный полярности подать: а) на затвор Т&; б) на затвор 7'в?

8.80.В схеме рис. 8.13 транзистор Тг открыт. В каком ре­ жиме находятся транзисторы Тг, Т я, Т4?

8.81.В схеме рис. 8.13 транзистор Тг закрыт. В каком ре­

жиме находятся транзисторы Г 2, Тй, Г4?

157

§ 8.7. ПРОГРАММИРОВАННЫЕ ЗАДАЧИ

Контрольная карта 8.1. Статический режим триггера с коллекторно-базовыми связями

158

159

§ 8.8. ОТВЕТЫ И РЕШЕНИЯ

8 .2 . Триггер имеет два устойчивых состояния: первое — Т г открыт, Т 2 закрыт; второе — Тг закрыт, Т 2 открыт. 8.5. База транзистора Тг через R t подсоединена к коллектору закрытого Т 2. Напряжение иК2 ве­

ствует. 8 . 8 . Нельзя, так как процесс установления исходного состоя­ ния носит случайный характер. 8.9. Проверка работоспособности триг­ гера сводится к проверке выполнения условий запирания и насыщения каждого из транзисторов [см. формулы (8.1) и (8.2)]. Так как резисторы

# 1, R { зашунтированы конденсаторами Сг и С2, то необходимость в проверке условия лавинообразного переключения (8.4) отпадает. Ус­ ловие закрытого состояния выполняется, так как по (8 . 1 )

160