Главная  Линейные элементы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [ 78 ] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] [149] [150] [151] [152] [153] [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] [162]

новки «о», «сброса») триггер устанавливается в состояние О (т. е. Q = 0, Р = 1).

Если к моменту прихода управляющего сигнала на вход S (или R) триггер уже находится в состоянии 1 (или 0), то его состояние не изменится.

Другими словами, при раздельном запуске триггер срабатывает от каждого входного сигнала только тогда, когда они поступают на входы S и R, чередуясь во времени.

Условное изображение триггера с общим (счетным) запуском (или с общим входом), так называемого Т-триггера, показано на рис. 4.26. При общем (счетном) запуске управляющие сигналы поступают на один общий вход Г-триггера и при этом триггер срабатывает от каждого сигнала, т. е. каждый входной сигнал должен изменить состояние триггера на противоположное (если,, например, к моменту поступления входного сигнала триггер, находился в состоянии 1 : Q = 1, f = О, то после воздействия сигнала триггер переключается в состояние 0:Q = О, Р = 1).

На практике применяются триггеры с более сложным управлением, например /?5Г-триггер (рис. 4.2 е), т. е. триггер со счетным и установочными входами и др.; логика работы различных типов триггеров рассматривается в разд. 4.8-4.12 в связи с изучением триггеров на интегральных схемах.

Для построения триггеров могут быть использованы приборы, характеристики которых содержат участки отрицательной крутизны (например, туннельные диоды, тиристоры, газоразрядные лампы и т. д.); однако наиболее широко применяются триггеры, основными элементами которых являются рассматриваемые в гл. 2 ключи на дискретных и интегральных компонентах. Принципы построения и функционирования этих триггеров изучаются в настоящей главе; в гл. 9 рассматриваются триггеры на туннельных дио;-дах и тиристорах.

4.2. СИММЕТРИЧНЫЕ ТРИГГЕРЫ НА ТРАНЗИСТОРАХ. СТАТИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ 4.2.1. ПРИНЦИП РАБОТЫ И УСЛОВИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ

Схема симметричного триггера на плоскостных транзисторах типа р-п-р с резистивными связями приведена на рис. 4.3. Схема образована соединением выхода одного резисторно-транзисторного ключа со входом другого и выхода последнего со входом первого; нетрудно видеть, что ту же схему можно представить двухкаскад-ным резисторным усилителем, замкнутым в петлю положительной обратной связи.

В схеме рис. 4.3, в принципе, возможно состояние электрического равновесия, при котором оба транзистора Тх и Гг открыты (работают в активном режиме), токи «к i и «к2 равны друг другу и все напряжения в схеме постоянны. Однако это состояние является неустойчивым. Если предположить, что коэффициент пет-



левого усиления Ко двухкаскадного усилителя, замкнутого в петлю положительной обратной связи, превышает единицу; /Со > 1, то любое изменение токов и напряжений приведет к возникновению лавинообразного, регенеративного процесса нарастания тока одного транзистора и убывания тока другого. Например, увеличение коллекторного тока «к i приведет к увеличению (уменьшению по абсолютной величине) коллекторного напряжения Нк i транзистора Ti. которое, в свою очередь, приведет к росту (уменьшению по абсолютной величине) напряжения Ыб2 и уменьшению тока is 2 базы Гг; это вызовет уменьшение 4 а, Нк2, «б i и, следовательно, дальнейшее увеличение f„i (наличие в схеме ускоряющих конденсаторов Cl, Cz приводит, как показано в разд. 4.3, к ускорению регенеративного процесса). Регенеративный процесс изменения токов и напряжений будет продолжаться до тех пор, пока не прекратится действие положительной обратной связи. Это возможно прн запирании одного транзистора (в нашем примере Гг) или насыщении другого (Ti). В обоих случаях в схеме установится устойчивое равновесие.

Параметры схемы можно выбрать так, чтобы в стационарном состоянии равновесия один из транзисторов был бы заперт, а другой- открыт и насыщен (в этом случае триггер называется насыщенным). Таким образом, триггер обладает двумя устойчивыми состояниями равновесия: в одном Ti-открыт и насыщен, - заперт, во втором - наоборот.

Переход триггера из одного устойчивого состояния в другое, т. е. опрокидывание, или переключение его, осуществляется благодаря воздействию внешнего управляющего (запускающего) напряжения (тока). Это напряжение (ток) может быть введено, например, в цепь базы одного из транзисторов. Нетрудно убедиться в том [13], что зависимость выходного (коллекторного) напряжения (тока) от управляющего, построенная при условии, что /Со > 1 (т. е. произведение коэффициентов усиления каскадов на транзисторах Ti и Т2 больше единицы), имеет вид гистерезисной петли (см. рис. 4.1 й). Поэтому как только управляющее напряжение достигнет порогового уровня, схема скачком перейдет из одного устойчивого состояния в другое. Если, например, управляющее напряжение введено в цепь базы запертого транзистора Гг, то как только это напряжение достигнет уровня, при котором Т2 откроется, появится коллекторный ток «к 2, уменьшится ток «б 1, транзистор Ti перейдет в активный режим, будет, следовательно, восстановлена петля положительной обратной связи и возникающий при этом регенеративный, лавинообразный процесс изменения токов и напряжений приведет к опрокидыванию схемы: транзистор Ti запирается, транзистор Гг отпирается и насыщается.

В результате опрокидывания на коллекторах транзисторов создаются положительные и отрицательные перепады токов и напряжений, которые можно использовать для управления другими триггерами или различными ключевыми схемами.



Амплитуда Um выходного перепада напряжения равна изменению напряжения на коллекторе транзистора в результате опрокидывания: Um = I Мкз - Мк от I, где «к от - коллекторное напряжение открытого транзистора, в насыщенном триггере Мкот = Мке; «кз - коллекторное напряжение запертого транзистора:

"кз = R + R {-Ек + IkoRk + «6.i);

«бн - напряжение на базе насыщенного транзистора. В насыщенных триггерах на германиевых транзисторах обычно «кн -С

< «кз и «бн<£к и поэтому

и„, = {Ек-1М- (4.1)

При /ко/?к < Ек

Для обеспечения статических режимов, т. е. двух указанных устойчивых состояний. Должны быть выполнены условия запирания одного транзистора «бз f/nop (или «бз- f/nop для транзистора типа п-р-п), и насыщения другого «б /б н (f/nop - по-прежнему пороговый уровень отпирания транзистора, /бн - насыщающий ток базы транзистора). Для рассматриваемой схемы эти условия, как показано в параграфе 2.2.3, принимают вид неравенств (2.73 и (2.74) или при сделанных там упрощающих предположениях ср. ф-лы (2.77) и (2.78)]:

Рб<Еб11кО, R<Rk

1

Еб Rk

Ек R6

(4.2)

Необходимо отметить, что если параметры схемы выбраны так, что условия обеспечения устойчивых состояний выполняются, го автоматически выполняется и условие /Со > 1- Действительно, если пренебречь входным сопротивлением открытого транзистора, током /ко и не учитывать зависимость параметров транзистора от режима, можно приближенно записать Д«к i = РАб ь А«б2 = R R

=;;71рАк1 = P--qr Аб1 и коэффициент петлевого усиления /Co = ("f) ~ ( R) • Условие /Со > 1 сводится к условию

Rk> Rk + R или

/? < (Р - 1) Rk. (4.2а)

Очевидно, что если выполняются условия (4.2), то тем более будет выполнено условие (4.2а).



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [ 78 ] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] [149] [150] [151] [152] [153] [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] [162]

0.002