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]

4.2.2. ВЛИЯНИЕ НАГРУЗКИ

Подключение нагрузки может нарушить стабильность триггера по постоянному току, т. е. устойчивость стационарных состояний. Действительно, подключение нагрузки приводит к изменению эквивалентного сопротивления коллекторной цепи, что, в свою очередь,, вызывает изменение коллекторного тока и напряжения; это изме- нение влияет на степень насыщения включенного транзистора и запас надежности по запиранию.

На рис. 4.3 пунктиром показано подключение нагрузки к одному плечу триггера - параллельно резистору Rk{Rhi) или параллельно транзистору (/?н 2)

Пусть подключается нагрузка Rsv При этом эквивалентное сопротивление коллекторной нагрузки Rk = Rk Rhi = RKR>a/{RK + Rni). Так как

Rk < Rk, to коллекторный ток f

насыщения T2 теперь больше, чем при отсутствии нагрузки, и для насыщения Tz с прежним коэффициентом насыщения S требуется больший ток базы «б 2, и следовательно, сопротивление связи R должно быть уменьшено. Сопротивление R определяется по-прежнему из ф-лы (4.2) (или из других соответствующих формул), если вместо R подставить Rk. Если Rk и требусмая степень насыщения s в режиме нагруз ки заданы, то нетрудно найти Rk-

Когда транзистор Гг заперт, нагрузка Rm практически не влияет на его режим; однако при этом несколько увеличивается ток базы другого транзистора Ti, так как несколько увеличивается составляющая этого тока: вместо EJ{Rk+ R) она становится равной EJ{Rk + R).

Если Ra 1 - коммутируемая нагрузка, подключаемая только в моменты запирания Tz, то ее влиянием на статические режимы триггера можно пренебречь.

Пусть нагрузка Rnz включается параллельно транзистору Гг-Когда Tz открыт и насыщен, нагрузка практически не влияет на режим, так как выходное сопротивление транзистора в режиме насыщения весьма мало. Когда Tz закрыт, подключение нагрузки приводит к уменьшению напряжения на коллекторе, и поэтому уменьшаются амплитуда выходного перепада и ток базы ie 1 транзистора Г].

Действительно, включение Ru 2 можно учесть, согласно теореме об эквивалентном генераторе, заменой коллекторной цепи питания


Рис. 4.3



{Ек, Rk) на эквивалентную: Бкзкв = п 1"п Е, /?к экв ==II н2.

Ак т пна

Поэтому амплитуда перепада напряжения почти равна £„д„в<£к и ток базы транзистора Ti tgi « экв/(/?кэкв + R) ~ Екэкв/R, так как обычно Rk <С /?. Отсюда следует, что для сохранения степени насыщения Ту необходимо уменьшить сопротивление связи R в /?Е2/(/?н2 + /?к) раз.

Полученные выше соотношения остаются справедливыми при включении в оба плеча триггера одинаковых нагрузок.

Для уменьшения влияния нагрузки в триггерах применяются ключи с фиксацией коллекторного напряжения закрытого транзистора при помощи диодов

д д


+Eg Рис. 4.4

(рис. 4.4). Величину Еф выбирают, исходя из величины максимальной нагрузки; при наименьшем Rh 2 мин диод должен быть смещен в прямом направлении, т. е.

к2 мин

\>Еф,

(4.3)

Из условия (4.3), учитывая, что 11/2 дучаем

Яф<

где f/i,2MHH - абсолютное значение напряжения коллектор - эмиттер закрытого транзистора при отключенном диоде.

I R«2\\R ,

Rk + Rk2\\R

Rh2 мин

Rk + Rh2 мин

4.2.3. ТРИГГЕРЫ С АВТОМАТИЧЕСКИМ СМЕЩЕНИЕМ

Помимо основной схемы (рис. 4.3) и схемы с диодами, фиксирующими потенциал коллектора закрытого транзистора (рис. 4.4), на практике применяется и схема с автоматическим смещением (рис. 4.5), которое создается за счет падения напряжения на эмиттерном сопротивлении Ra открытого транзистора. Условия работоспособности (а также методика расчета) триггера с автоматическим смещением таки« же, как для триггера с внешним смещением, если принять (рис. 4.5) эквивалентные напряжения питания

R /?

Ек г, Л Б- Ек и смещения Еб = - Еэ= „ Е. При этом

АК "Г АЭ ПК "Г Кэ

предполагается, что открытый транзистор находится в режиме насыщения и Rk. Так как напряжение смещения Eq <$i Ек, го Ra <S /?к И В первом приближении можно считать Е Е, Еб ==

Ra р



Емкость выбирается достаточно большой, чтобы за время опрокидывания напряжение смещения практически оставалось неизменным. Достоинством описанного триггера является отсутствие отдельного источника смещения. Однако он обладает рядом недостатков по сравнению с триггером с внешним смещением: схема содержит два дополнительных элемента R, Сд] низкий уровень выходного напряжения, снимаемого с . коллектора насыщенного транзистора, больше напряжения между коллектором и эмиттером мкн на величину напряжения \Еэ\ на резисторе Rs, что приводит к уменьшению перепада напряжения на коллекторе; в сопротивлении Rg рассеивается заметная мощность, потребляемая от источника Ек, которая, как правило, существенно больше, чем мощность, потребляемая цепью смещения от источника Eq в триггере с внешним смещением. Сточки зрения быстродействия обе схемы практически равноценны.

Из сказанного следует, что в устройствах, использующих большое число триггеров, более выгодным является применение общего для всех схем внешнего источника смещения.

X А.

L 1 J

Рис. 4.5

4.3. СИММЕТРИЧНЫЕ ТРИГГЕРЫ НА ТРАНЗИСТОРАХ. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ

4.3.1. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ТРИГГЕРА

Предварительные замечания

Переключение триггера запускающим импульсом происходит не мгновенно, а в течение конечного промежутка времени вследствие инерционности транзисторов и наличия паразитных емкостей. Характер и длительность переходного процесса переключения зависят от параметров и структуры схемы триггера, а также от способа запуска (раздельного или общего), схемы цепи запуска, формы, амплитуды и длительности запускающих импульсов.

Исследование переходного процесса в различных режимах переключения триггера является задачей сложной и громоздкой. Поэтому рассмотрим лишь качественную сторону процессов и получим (при упрощающих . предположениях) приближенные количественные оценки быстродействия триггера для случая раздельного запуска.

Предположим, что схема запускается импульсами тока /вх прямоугольной формы, причем /вх -сильный сигнал (генератор тока показан пунктиром на рис. 4.3); будем также пренебрегать



[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]

0.0016