Документ: Гольденберг Л.М. Импульсные и цифровые устройства учебник, страницы 251-255

4.6.2. СТАТИЧЕСКИЕ

РЕЖИМЫ

И с х о д н ы й с т а т и ч е с к и й

р е ж и м

т р и г ге р а

с

эмит -

д ер ной

с в я з ь ю.

Эквивалентная схема триггера в первом, ис

ходном, устойчивом

состоянии

(Т1 заперт,

Т2

насыщен)

приведена

на

рис.

4.14 я.

Для

простоты

насыщенный

транзистор

T2

представлен

эквипотенциаль

ной

точкой,

а транзистор

Д —

генератором

тока

/к0.

Условие насыщения Т2 за

писывается

в

виде

6 2

^ І-к2-

(4.12)

ßoi

Согласно

эквивалентной

схеме в

исходном

устойчивом

состоянии:

1 62 :

Ек

— Д о ./+? к і +

и

',

иReэ I

’

з і

R K I

R

(4.13)

г,<2 = (£.< + И э

і ) / - ^ к 2.

(4.14)

Ібіу

где

иэі — напряжение

на

R3

в

исходном’ состоянии, практиче

ски

равное

выходному напря

жению триггера ик 2

в этом со

стоянии.

Так как обычно R и ^ м н о

го больше RKu Ri { 2 и R3, то

можно записать

иэі

Rs

R-

Ек.

(4.15)

Рк2 +

Если подставить ф-лу (4.13) и

Рис. 4.14

(4.14) с учетом (4.15) в выра

для наихудшего слу

жение (4.12), получим условие насыщения Т2

чая

(ß 2 =

ß2 ш ш ) В

виде

Rö ^ Re мни — '

___________ РгмннРэ (Як, + R)

7к <HRK

р2мннЯкз (

-

) — (^K1 4" ^ 4" ß2 минЯэ

j

■Если

E K

TO

ß2 I

HR K2

R ^

ß2 мин (RK2 +

Rs)

K £"ЛK.

-J_ ^ K 1J

(4.16)

ß2 МИнЯэЯ

^

Re ^

Re I

ß2 мннЯкг —R

Ллі^ кі <С Ек,

Неравенство

(4.16)

обычно

выполняется,

так

как

Rd

RI<2

и

RKl < R <

ß2M№tfK2.

Неравенство

(4.17)

дает

267

наглядное представление о соотношении параметров, необходимых для выполнения условия насыщения Т2.

Условие запирания Т\ записывается в виде

мбэ1> 0 ,

(4.18)

и, как видно из схемы рис. 4.13, «бэі = — (е + h<oiRr + иэі), где / ,і0і— обратный ток базы в режиме отсечки. Следовательно, условие (4.18) принимает вид

	е ^ е ,,			(4.19)
где с учетом ф-лы	(4.15)
е і = ~	( “ э і + Д ш ^ г )	R 3 ^ K —	01^ г '	( 4 . 2 0 )
Если luoiRr мало по сравнению с \|мэі\|, то
	^3	р		(4.21)
	RK2+ R»	к‘		(4.21)
	RK2+ R»	к‘

Напряжение еі называют пороговым уровнем срабатывания,

так как при е >• еі триггер переходит во второй устойчивый режим* который называют рабочим.

Р а б о ч и й с т а т и ч е с к и й р е ж и м т р и г г е р а с э м и т т е р - ной с в я з ь ю. В рабочем режиме транзистор Т\ открыт, транзи стор Т2 закрыт. Запирание транзистора Т2 может наступить и до того, как Т\ окажется в режиме насыщения, т. е. при входном на пряжении е < еи, где еп — уровень e(t), при котором Т\ насыщен. Более того, при обратном опрокидывании из рабочего режима в- исходный Т1 должен выйти из насыщения, прежде чем отпирается транзистор Т2\ отпирание транзистора Т2 происходит благодаря изменению коллекторного тока Т\. Таким образом, следует опре

делить уровень во, при котором происходят отсечка Т2						и переход
Гі в активный режим, а затем уровень еш при				котором		Ті открыт
и насыщен.
Условие запирания Т2 записывается в виде
или		э2	9			(4.22)
или	Чбэ2=	uR 6	— иэ 2 > 0,			(4.23)
	Чбэ2=	uR 6	— иэ 2 > 0,			(4.23)
где MR б — напряжение	на Re,	иэ 2	— напряжение	на R3	при работе
Т\ в активном режиме.
Для входной цепи Тх можно записать
	е = RMx — иЭІ — «э2.					(4.24)
где ібі — входной ток базы Ту,
	Мб э і	==	R BX тіі'бі			( 4 . 2 5 )
— напряжение между	базой	и эмиттером открытого			транзистора
Тх\

268

Явхті — входное сопротивление Ти включенного по схеме ОЭ;

		“э2=	— Rah — — (ßi +		1) І б і Я э ,		(4-26)
так как	ід = і0 1	и ток	гэі эмиттера Т\		в	активном режиме	равен
(ßi + 1)гбі-		(4.25)	и (4.26) найдем из (4.24)
С учетом ф-л
				в
		'б1== /гГ+		/гвхТІ + (Р1+		і)/г,/	(4,27)
Для	определения		«R6	рассмотрим		эквивалентную	схему
рис. 4.146, где транзистор Т\				представлен		генератором тока	ßjigj,

а Т2— генератором тока /,<о2- Из этой схемы
.	__ _	(£к Рп'бі^кі)____Д 02 (R Ч~ R K I ) Re			■
R6		R + Як. + Re	R + RKi + R6
Обычно R,л «С R,	и последнюю формулу можно переписать в виде
	Идб	I СД< “Ь Д 02^	ß./6i/?K.),		(4.28)
где І = ^б/(-ft -Ь R e ) — коэффициент деления				делителя RRg.
Если теперь подставить выражения			(4.28)	и (4.26)	в ф-лу (4.23)

и разрешить неравенство относительно ібі, то получим условие за пирания Т2:

			-бі /б МІІІІ —	1 (£к + Ік 0 2 R)	(4.29)
			( ß i + 1) /?Э + &ßl/?KX *
Правая часть (4.29) определяет минимальное значение входного
тока	базы	/б мин,	при котором транзистор Т2		еще остается запер
тым;	при	'‘б1< / б Ш1П транзистор		Т2 открыт и,	следовательно, если
входной генератор			не обладает	достаточной мощностью (Rr чрез

мерно велико), чтобы обеспечить ток іб 1 ;>/{. НШ1, триггерный режим

схемы невозможен.
Выразив	г’бі через входное напряжение (4.27), найдем				из ф-лы
(4.29) условие запирания Т2		е > е0,			(4.30)
где		е > е0,			(4.30)
где	ГЯг+ЯвхТІ + СР. + І)*,]
	ГЯг+ЯвхТІ + СР. + І)*,]		(EK+	h 02R)’	(4.31)
	iß . / ? K l +	( ß i + 1) Ra
Если входной генератор обладает достаточной мощностью, так
что Яг + Явхті < ( ß i + 1)^э,		то из ф-лы	(4.31)	найдемI
		I (Е К~Е I К02^)			(4.32)
		1+ I R M			(4.32)
		1+ I R M
При е ^	ео происходит обратное опрокидывание триггера в ис

ходное устойчивое состояние; поэтому напряжение во называют

порогом обратного срабатывания или порогом отпускания.

У с л о в и е н а с ы щ е н и я	Т\. Полагая RQ и R много большими
сопротивлений R ui, Rr, Ra. и	считая насыщенный транзистор Д

269

эквипотенциальной точкой	(рис. 4.14в),				запишем:
г'бі	е ( R B + ÄKI) — E KR B .						(4.33)
	R M R B +	ÄiclÄr +			R rR s	’

гк1	E K ( R r + Rs) — CR B						(4.34)
	R KI R B + R K I R V +				R TR B

Условие насыщения Ti	ß17бj. >	h a	С	учетом ф-л (4.33) и (4.34)
принимает вид	6 ^	8 ,[,					(4.35)
где
	( ß l + l ) Ä B		+	Ä r	p		(4.36)
еи^ ( ß ! + l ) Ä 9 + ß lÄ K l						K

определяет минимальный уровень входного напряжения, при ко тором происходит насыщение транзистора Ті в рабочем режиме.

При t f r <( ß l . + 1)Яэ и ßi »	1	Ra
		Ra	(4.37)
		RB + Rк	(4.37)
		RB + Rк
Из сравнения ф-л (4.32)	и	(4.37) видно, что всегда ео < ен, так

как I — 7?б/ (R + Re) < 1.

При' переключении триггера из исходного режима в рабочий

транзистор Т1 может сразу [т. е. при е = еі +		0 (еі)] оказаться либо
в режиме насыщения, если еі >	е„, либо в активном режиме, если
еі < ен. Подставив в последние	неравенства	значения еі и еп из

ф-л (4.21) и (4.37), получим, что Ті оказывается в режиме насы щения при

RKl> R K 2	(4.38)
и в активном режиме при RKi < R k2-	Статические режимы
У с л о в и е н а л и ч и я г и с т е р е з и с а .	Статические режимы
триггера имеют место согласно ф-лам (4.19)	и (4.30) при е < еі

и е >	ео- Поэтому нормальная работа триггера возможна только
тогда,	когда
	<1! 8].	(4.39)

В противном случае, как это видно из рис. 4.15, схема теряет свойство гистерезиса, т. е. триггер превращается в обычный двух каскадный усилитель с обратной связью.

С учетом ф-л (4.20) и (4.21) условие (4.39) принимает вид

'£к IК01^Г	i[Är + ÄBxT1 + (ßi + l)Ä9]	(4.40)
'£к IК01^Г	+ Ri 02R)-	(4.40)
R K2 + Ä s	Iß.ÄK, + (ßi + 1) RB

Следовательно, параметры схемы триггера должны быть выбраны так, чтобы с учетом допусков, а также температурного и времен ного дрейфов они удовлетворяли условию (4.40).

270

Материал: Гольденберг Л.М. Импульсные и цифровые устройства учебник

Смотрите также: