R>

"6Z

5.2. ЖДУЩИЕ МУЛЬТИВИБРАТОРЫ С КОЛЛЛЕКТОРНО-БАЗОВЫМИ СВЯЗЯМИ

5.2.1. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И УСЛОВИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ

Исходное состояние. На рис. 5.1 приведена схема ждущего мультивибратора с коллекторно-базовыми связями; она отличается от схемы симметричного триггера прежде всего тем, что связь между транзисторами Т\ и Гг осуществляется при помощи емкостно-резистивной цепи СгРег, а не резисторного делителя; связь Гг с Т\ остается такой же, как в триггере.

Принцип работы схемы иллюстрируется временными диаграммами на рис. 5.2. В исходном, устойчивом, состоянии транзистор Гг открыт и насыщен, а транзи- ki стор Т\ заперт. Реализация этого режима обеспечивается выбором параметров схемы. На ба.чу транзистора Гг подано прямое смещение от источника Е\ для схемы на транзисторах типа п-р-п напряжение смещения положительно, а типа р-п-р - отрицательно. Во многих случаях источником прямого смещения Гг служит источник коллекторного питания, т. е. £ = Ек-

Для насыщения Гг необходимо, чтобы выполнялось неравенство /б2 EIRez /кнг/рг мни ~ £к/3г мипРк2 Т. е.

"нг

Рис. 5.1

R&1 Р2 минРк2

Если Е - Ек, условие (5.1) принимает вид

R62 Рг минРк:2-

(5.1)

(5.2)

Условие запирания транзистора Ti будет таким же, как в симметричном триггере:

Рб1=£б к01макс. (5.3)

при записи условий (5.1) и (5.3) мы пренебрегли малыми напряжениями на коллекторе и базе насыщенного транзистора, т. е. «читали последний эквипотенциальной точкой. Если такое предположение недопустимо (например, Ек и Е - низкие напряжения порядка 3-Т-5В, а используется кремниевый транзистор, у которого напряжения на базе Ыбн 0,8 В и на коллекторе «кн ~

0,15 В), то

62 =

£-"б2н Л<нг

Ек -

«к2н1

Р2 MHHAICZ

откуда получаем условие насыщения

R62 Р2 минк2

»б 2н I

(5.4)

Как правило, н„н<С£к

UgtO}

I«K2hI

и уточненное условие (5.4) принимает при £ = Ек вид

< Р2 мин/?к2 (1 - I «б 2.. 1/£к).

(5.5)

Напряжения на коллекторах транзисторов в исходном состоянии:

"к2 = «к2н, (5.6)

часто принимают

причем

Ик2н = 0.

Конденсатор Сг заряжен до напряжения «сг (0) = «к1з -

-Иб2Е = -(£к - /kOIfi) - «б2н-

Запуск и состояние квазиравновесия. В исходном состоянии схема находится до тех пор, пока внешний запускающий импульс не вызовет ее опрокидывания в состояние квазиравновесия. Методы и схемы запуска ждущего мультивибратора аналогичны методам и схемам раздельного запуска триггера.

В результате запуска в схеме возникает лавинообразный переходный процесс, завершающийся запиранием транзистора 72 и отпиранием и насыщением транзистора Т\. Этот процесс носит такой же характер, что и в триггере; длительность фронтов перепадов напряжения на коллекторах и базах транзисторов определяется по тем же формулам, что и в триггере, и поэтому здесь не рассматривается; на временных диаграммах рис. 5.2 для простоты конечная длительность фронтов не учитывается.

В результате опрокидывания схемы в состояние квазиравновесия напряжение на коллекторе Т\ увеличивается скачком от уровня «Ki3 (5.6) до «кш О, а напряжение Щ\ на базе Tl становится отрицательным: «6i -< 0.

Рис. 5.2

Если предположить, что емкость Со, столь велика, что за время опрокидывания напряжение «c2(0 меняется и остается равным Ыс2(0), то окал<ется, что напряжение Ыб2 также увеличится скачком от исходного уровня Ыб2н до уровня

Иб2(+ 0) - Uc2 (0) = (- /к 01 Rki) + W62... (5.7)

Напряжение uz на коллекторе запирающегося транзистора Гг

уменьшится до уровня Е,, 4- бш + /к02Рк2) р 4р При

/?!>?> /?к2 получаем «„гз ~ -+ Ыбщ + Iu02Rkz-

в состоянии квазиравновесия конденсатор Сг стремится перезарядиться по цепи, показанной на рис. 5.3, от исходного значения «с2(0) ДО уровня

«сг(оо) = + (£ + /?б2/ко2 + и1н). (5.8) j

По мере перезаряда конденсатора -

напряжение на базе Гг растет (па- U

дает по абсолютной величине), так т Ц

/\ #, \. /\ - I I

как U52it) = UKis-Uc2{t); U52{t) стре-

мится к уровню

«62 («>) = -(£ +/к 02/?б2). (5.9)

Этот процесс длится до момента -

t = tu, когда «62(4г) становится равным t/nop и отпирается транзистор Гг. Часто за порог отпирания транзистора принимается напряжение t/шр = 0; именно этот случай изображен на рис. 5.2.

Условие насыщения транзистора Ту в состоянии квазиравновесия запишем в виде

PlMHH«6l IkI. (5.10)

где /б1 и iki -токи базы и коллектора Гь

Как видно из схемы рис. 5.1, коллекторный ток 1к\ имеет две составляющие: ток (£к - «kih) ?ki £k/Pki через резистор Rk\ и ток ip разряда конденсатора Сг; значение последнего /рмакс будет максимальным в начале режима квазиравновесия:

h макс = /к 02 + - ИС2 (0)] ?б2 =

= (£ + Ек + /к 02/?б2 - /к 01 Rki)IR62. (5.11)

При £ = и /когРбг - /koiPki < 2£к, "б2н <С £к

р макс ~ 2£j/?62. (5.12)

Следовательно, IkI макс = £k/Pk1 + ip макс и, учитывая, что /б1 «

EJ{R,2 +R) -Ee/Rei, перепишем условие насыщения Ti (5.10) в форме