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]

относительно малыми величинами - напряжениями Икн, «бп на электродах насыщенного транзистора и токами коллектора /ю и базы /бз закрытого транзистора.

Пусть транзистор Ti открыт и насыщен, а транзистор Гг закрыт и пусть в базу открытого транзистора Ti в момент == О подан

прямоугольный импульс тока /вх положительной полярности. Под действием запускающего импульса в схеме триггера возникает переходный процесс, завершающийся переключениями триггера. Этот процесс можно условно разбить во времени на четыре этапа: этап рассасывания, этап подготовки, этап регенерации, этап установления напряжений на коллекторах и базах транзисторов. Рассмотрим эти этапы (рис. 4.6).


Этап рассасывания

В момент / = О на базу насыщенного транзистора Tl подан запирающий перепад тока /вх- Если /вх превышает положительный ток /б, протекающий через базу Ti в исходном состоянии, ток базы этого транзистора при > О становится отрицательным (обратным); под его воздействием происходит рассасывание избыточного заряда , Рис. 4.6 в базе Tl. По истечении

времени fp, в момент ti, транзистор Tl переходит из режима насыщения в активный. Как было показано в параграфе 2.2.2, если обратный ток - сильный сигнал, то интервал рассасывания оценивается временем р ~ (s-1)т„, где S - коэффициент насыщения транзистора Tl. Во время рассасывания напряжения и токи в схеме триггера (кроме тока /б,.) остаются неизменными.



- Этап подготовки

С момента t = t\ начинают убывать коллекторный ток «к i и-убывать (возрастать по абсолютной величине) коллекторное напряжение Ык 1 транзистора Тх. С уменьшением Ык i падает и напряжение Ыб2 на базе транзистора Гг (благодаря тому, что напряжение на ускоряющем конденсаторе Сг в течение рассматриваемого-малого интервала времени практически не меняется, спад напряжения Мб2 равен спаду напряжения Uk\).

В момент 4, по истечении интервала п, напряжение Мб г на базе транзистора Tz достигает порогового уровня иэз отпирания; этот уровень на рис. 4.6 принят равным нулю.

Величину интервала tn можно оценить, исходя из следующих соображений: за время tn напряжение Мб2 уменьшается на величину Ыбз (мбз - обратное напряжение на запертом транзисторе); следовательно, и напряжение Мк i должно уменьшаться на эту величину, т. е. Ыбэ = Амк 1 = Ак iRk, где Дк i - изменение коллекторного тока Т\ за время п. Но если запирающий ток /вх достаточно боль-I шой, то можно считать, что ток «к 1 убывает по линейному закону (см. параграф 2.3.2), т. е. Д«к1 р/вх4/тр /вхп/та- Следовательно, » Т„Мбз вх/?ь.

Таким образом, с увеличением амплитуды /вх запускающего импульса уменьшается не только длительность рассасывания t, но и интервал подготовки tn, последний также уменьшается с уменьшением величины запирающего смещения Ыбз на базе закрытого транзистора. Поэтому обычно выбирают Мбз порядка (0,1 -0,2)£к; например, при = 10 В, Мбз = (1 2) В.

Так как обычно /вх - одного порядка с /кн и /вх/?к - одного порядка с Ек, то длительность подготовки ~ (0,1 -г-0,2) т„.

г Этап регенерации

\ С момента tz оба транзистора оказываются в активном режиме, восстанавливается петля положительной обратной связи и в схеме возникает регенеративный лавинообразный процесс опрокидывания (запирания транзистора Тх и отпирания Tz). Если считать, что напряжения на ускоряющих конденсаторах Сх, Cz в течение ко-роткого интервала регенерации рег остаются неизменными, и учесть, что входное сопротивление открытого транзистора много меньше выходного (определяемого величиной Rk), можно прийти

,к выводу, что изменения коллекторных токов «к i и ik г приводят практически к равным им по абсолютной величине изменениям

\iO]f.OB баз «62 и гб! соответственно. Уменьшение 1кх вызывает рост прямого (положительного) тока /б г, что, в свою очередь, приводит к более сильному опрокидыванию Гг -к росту /кг; последнее приводит к росту обратного (отрицательного) тока i& i и, следовательно, к дальнейшему спаду тока «к i-

4 Заметим, что при сделанных предположениях коэффициент петлевого усиления по току во время регенеративного процесса



практически равен произведению коэффициентов усиления транзисторов Tl и Т2-Pip2. т. е. /с 1, и выполняется условие, обеспечивающее лавинообразный характер процесса.

Этап регенерации заканчивается в момент 4 - момент запирания транзистора Г,. Длительность рег ~ ta> так как при выключении транзисторного ключа сильным сигналом (именно таков характер процесса запирания Ti) длительность спада коллекторного тока, как показано в гл. 2, - порядка Тц. Предположим, что в момент окончания регенеративного процесса 4 прекращается и действие входного запускающего импульса, так как он больше не нужен; поэтому в момент /3 ток базы «б i скачком уменьшается до нуля.

Этап установления

Рассмотрим сначала процесс установления напряжения на коллекторе запирающегося транзистора Ti (интервал ф) Рост по абсолютной величине напряжения Mki связан с зарядом конденсатора Сг током, протекающим через резистор /?к (в цепи коллектора Tl) и участок база - эмиттер транзистора Т2. Напряжение ыс2 и практически равное ему напряжение [мщ растут по экспоненциальному закону с постоянной времени CR; к моменту /5 напряжение ui достигает практически уровня --Ек и длительность фронта ф 3CR

Заметим, что напряжение Мк i начинает изменяться уже с момента 1, т. е. задержка выключения триггера определяется только величиной tp{ti = tзвыкл = tp) и под 4 можно понимать сумму длительностей ЗС/?к -f 4 -Ь однако последние слагаемые здесь много меньше первого, так что практически оценивается величиной 3CRk.

В процессе заряда Сг через базу Гг протекает ток, хотя и убывающий, но все время превышающий уровень насыщения /б в, и поэтому непрерывно нарастает коллекторный ток 1кг; в момент 4 ток 1к2 достигает уровня насыщеиия /кн и далее остается на этом уровне. В этот же момент времени напряжение Мк2 на коллекторе Гг достигает уровня Мкн 0.

Длительность фронта спада напряжения и на коллекторе отпирающегося транзистора можно оценить, если воспользоваться интегралом Дюамеля (1.1) для определения /к2() и известной переходной характеристикой транзистора (2.48) и учесть, что ток базы 1б2 в интервале ф спадает по экспоненциальному закону

.162 hm ")". определив i{t) и положив = нетрудно

вычислить ; при =« 0,2£

«=т1п-



[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]

0.0045