Степаненко И. Основы теории транзисторов и транзисторных схем (1977) (1086783), страница 118
Текст из файла (страница 118)
и, Г-ПВ ил Если теперь уменьшать входное напряжение, то напряжения и токи в схеме изменяются по прежним кривым вплоть до точки (/а. Обратное опрокидывание триггера происходит не в точке Сю а при меньшем напряжении (/а. Получающаяся гистерезисная петля, как указьгвалось, характерна для любой спусковой схемы, Напряжение (/а есть напРЯжение ютпУсканилс Тот факт, что отпУскание происходит при напряжении 1/а < 0а, объясняется следующим. В точке Сю в которой транзистор Т, еще насьицен, потенциал (/аа составляет лишь некоторую долю потенциала 1/,. Эта доля определяется делителем й„й,. Поэтому в точке 1/, напряжение (/,а, < < О и транзистор Т, находится в области глубокой отсечки.
Он может открыться. лишь после того, как транзистор Т, выйдет из ' такой случай, рассмотпекный применительно к ключу-авезпе (слс $15-5), аоаможен только прк условии Е н > Ек, что мало реально на овалике. насьпцения (точка 0« на рис. 17-2) и коллекторный ток 1„достаточно уменьшится. Только тогда потенциал (l„„пониженный делителем )сы )сз, может сделаться равным с)„что и требуется для отпирания транзистора Т,. Рабочий цикл триггера, описанный выше, имеет место в случае идеальной э.
д. с. на входе. При конечном сопротивлении )!» критические значения (/з и (1» изменяются„а если Й» досгаточно велико, то скачйи и схеме могут вообше отсутш! вовать и она перестанет быть триггером. Волес того, скачки могут отсутствовать и при й» = О, если параметры схемы не удовлетворяют определенным соотношениям, которые выше подразумевались выполненными. Все эти важные вопросы удобно выяснить, исходя иэ входной вольт-амперной харахтеристики триггера. Из нее же мы позучим в дальнейшем выражения, необходимые для выбора элементов схемы.
Входная характеристика. Из диаграммы 1а, на рис. 17-2 видно, что входная характеристика, снятая при )с„ = О, неоднозначна по напряжеб зя (л.цг лг нию. Значит, чтобы получить «истинРнс. !7-3. Входная характери- ну!о» вЂ” Однозначную — входную хастика триггера с змитгерной рактеристику, нужно задавать ве связью, напряжение на базе, а ток 1ах. Это можно сделать как аналитически, так и экспериментально; результаты показаны на рис.
17-3. Как видим, характеристика в принятых координатах имеет Ь-образную форму и состоит из пяти участков (у — )г). На участке 1 входной ток равен нулю (с точностью до 1„о), что соответствует запертому состоянию транзистора Т» (бах > Ы,). При небольшом входном токе транзистор Т, отпирается и переходит на участок 11. Теперь потенциал Уа» «привязан» к потенгшалу У» (так как (/ а — сопз!) и оба онн растут (по людулю) за счет протекания тока 1»г через суммарное сопротивление в узловой точке Т,.
Одновременно часть тока 1«з ответвляется в базу транаистора Т, и выводит его из насыщения при 1а~ = 1г! н Уа, = 0гг. На участие 111 оба транзистора рабогают в активном режиме, что при определенных условиях делает сопротивление на этом учасгке отрицательным, как покааано на рис. )7-3. В точке с координатзмн 1гп, Р ц ! транзистор Т, запирается. Транзистор Т» продолжает работать в активном режиме (участок 1)»), в котором рост тока базы сопровождается пропорциональным ростом 1„н соответственно (гап В точке с координатами 1гю (1!ч транзистор Т, насышаюсн и на участие )» растет напряженне 0а, в результате протекания тока 1з» через суммарное сопротивление в узловой точке Т».
Имея входную характеристику, легко оценить роль сопротивления источника сигнала К„и, в частности, получить важньш критерий триггерного режима. Пусть )с, = О, как считалось в предыду!цем разделе; тогда линии нагрузки на рис. 17-3 следует проводить вертикально и в точках Уц и (/гц будут иметь место скачки тока Таг, как показано на рис. 17-2. Следовательно, в этом случае напряжения 1»ц и Угц являются соответственно напряже- пнями срабатывания и отпускания, которые на рис.
17-2 обозначены через с)в и Егв. При конечной величине Я„линии нагрузки на рис. 17-3 должны идти с тем илн иным наклоном. Тогда при малых г(, скачки тока сохраняются, но, как легко видеть нз рис. 17-3, будут происходить при напряжениях, отличных от ~/и -Ен -Еи -Е к Рис. 17-Ф. Эквивалентные схемы триггера ва основных рабочих участках.
а — начальное состоивие (участок 1 на рис. !7-3. транвистор Т, ваиерт): б — открытмй чраваистор Т,„насьвиенный транвистор Т, (участок ГГ на рис. 17-3); а — аитивиый режим обоин транансторон (участок ЬП на рис. 17-3); а — отирытый транаистор То вавертый ЧРаиаиетаР Тс (УЧаетОК Гу Ка РИС. 17-3); д — Ивонн(синий тРаиаветОР Т, (УЧаетОК Т На р'с. Гыа). и Уп). Иначе говоря, напряжения срабатывания н отпускания зависят от сопротивления )((,. Сохраняя для них прежние обозначения Уй и 0„ можем записать: 173=Уп+7(ыт,; (17-1а) гга = 17 п) + 1п)г(т. (17-1б) Нетрудно заметить, что с ростом Й, рабочая точка, характеризукхцая схему сразу после срабатывания, перемещается с участка 17 на участок 1К а рабочая точка, характеризующая схему сразу после отпускання, — с участка 1 на участок П.
При атом скачки тока уменьшаются, а напряжения Уа и 173 сближаются, стремясь к одинаковому максимальному значению У~„,„,=е)3 —— е)11+)пг'=Уп)+)п(е, (17-2) где г — модуль отрицательного сопротивления. ~ + р! л! ! Г+ р 1!!т! ! = — — — ~~ д!в! у!-к!+а!+Уй(1+5!)' (17-14) Здесь у, = — ~ — ' — — коэффициент токораспределения, который а!+г!а с физической точки зрения характеризует силу связи транзистора Т, с транзистором Т!.
Из полученного выражения видно, что сопротивление г будет отрицательным при условии ргу! > — — или агу! (1 — аг). ~+ рг !+Й (17-15а) Для прикидочных оценок можно, полагая 5! = 5„принять (17-155) рту!> 1. Заметим, что условия (17-15) легко получить из формул (17-5) и (17-8), полагая (1п > Уп!. Это показывает, что наличие отрицательного сопротивления на входной характеристике равносильно наличи!о гистерезиса на кривой рабочего цикла при й„= О. Неравенства (17-15) являются н е о б х о д и м ы м и условиями триггерного режима.
Достаточное условие триггерного режима Очевидно, что при условии !г„> г скачки тока будут отсутстиовать и схема превратится из триггера в регенеративный усилитель. Таким образом„наличие отрицательного участка на характеристике является необходимым, но недостаточным условием триггерного режима. Ясно также, что чем больше модуль сопротивления г, тем болыпие значения Л, допустимы при работе триггера.
Анализ входной характеристики. На рис. !7-4 показаны линейные эквивалентные схемы для каждого из участков вольт-амперной характеристики 1т (Ув!). В этих схемах не учитываются тепловые токи и падения напряжения на открытых р-н переходах. В случае необходимости поправки могут быть внесены путем добавления соответствующих генераторов тока и э. д. с. (см., например, з 17-3). В табл. 17-1 приведены результаты анализа эквивалентных схем — вольт-амперные характеристики отдельных участков и параметры узловых точек. Анализ выполнен обычными методами теории линейных цепей с использованием условий запирания и насыщения транзисторов (подробные выводы можно найти во 2-м издании данной книги). Проводимости д в табл.
17-1 имеют те же индексы, что и сопротивления !7 на рис. 17-1; двойными индексами обозначены проводимости двух последовательно соединенных сопротивлений. Главным участком входной характеристики, определяющим, триггерный режим схемы, является участок !11. Входное сопротнвление на участке !!! определяем, дифференцируя (17-7)". 7 аб ли на 17-1 Вольт-амперкаа карактеристикэ Учаогок Парамегрм уэлоаоа точки Ек ('1=(' 72 1+ Иг+Иэ Ит-кг+ Икг 7 (рвс !7.4, а) (17 В) Ек Иг+ УтИэ 1 1 Иг аа+ (рт ) Икэ Ж 711 ~ р (ЕкИка ( 11 (Ила+ Иэ)) ! рг (17-5) Е (Ит г +И. ) — 7бг (~ + Рт (! — угН (!7.,1 ()бг Иг-кг+ Ила+ Иг+ Иэ 77 (рнс. 17 4.
б) (17-6) Ек и льт, г ту Ит-кг Иэ п1 1+а (17лу) Е Ит кг+)бт(Ртуг — — ~ !+В 1 1+()э7 Иг-кт+ Иг+ Иэ((1+ ()г) П! (рнс. 17-4, е) (17-9) Ек 'Ъ= 1+ Ит г+оьрэ Иш Иэ 7, = — (7 1+юг (17-11) (7бг = 1+ ()т (бэ Иэ 1Ч (риср!7-4, а) (17-1б) (!7-12) т1 (рнс. !7-4, д) Екйкг — 7бт ( ба= Икг+Иэ+Иг а (17-13) Основнвге соотношении, описывавшие входную хараитернстиау триггера с эннттерной свнаью (рис. 17-1) (И„< 7) с учетом (17-14) запишется в следугощем виде: Напряжение У1 Угэ определяется яз соотношения (Пс!7) Если заданное значеапе (гв „ мало, лучше ориентирозаться при расчете на большее эчачеяие (0,5-+0,8)Е„, а выходное напряжение снимать с части сопротивления Йвв. Сонротиэление Рв определяется из условия насыщения транзистора Т, э исходном состоании: ов1вв ) 1вв.
После подстанонок полУчаетсЯ неРаэеистао г "з(77 йв < — йвв. (~внх (17-1за) Это нераненстзо яе следует делать сильным яо избежание значительного насыщения транзистора Т,. Правильнее всего подставить з (17!8а) м и н и м а льн ы е значения ма и Явв и заменить нераэенсгэо раяенсшом (17-1зб) = (."„",„' °- Полученное значение )7 следует считать максимальным (с учетом допусков).
Сопротивление Авг определяется из условия насыщения транзистора Тг непосредственно после срабатывания триггера. Если )7 = О, то, заменяя 11п г заведомо меньшей величиной Ур можно записать зырангение для йв, з зиле разеистза э "гвг=)7вв. (17-19 а) В общем случае с учетом Иг получается соотношение [1651 (17-1рб) Сопротиаление Йв играет ту же роль, что и з симметричном триггере с аэто.
магическим смещением: оно обеспечиэаст запирание транзистора Т„ когда тран- 1+ 81 р уг —- ~гв~ +л 1 1(1 1 Р) 1+ Рв (17-16) Отсюда следует, что если сопротивление )с„задано, то сопротивления триггерноб схемы должны быгнь достаточно болымими. В первую очередь зто относится к сопротивлению г(щ, которое сильно вяняег на козффипиент у,. Статический расчет. В начале расчета помимо параметров транзисторов обычно бывают заданы сопротивление )с„, напряжение питания Е„и выходное напряжение У, „. Сопротивление )г',м выбирается достаточно малым с учетом переходных характеристик триггера. Величинами, подлежащими расчету, являются сопротивления Й„И ы Яэ Йь ь Подробности вывода данной и последующих формул можно найти з предыдущих изданиях книги.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
