Мультивибратор представляет собой генератор несинусоидальных колебаний, близких по форме к прямоугольным

Такие колебания можно рассматривать как сумму большого числа простых гармонических колебаний. Отсюда и название «мультивибратор» или буквально «генератор множества простых колебаний».

Мультивибраторы широко используют в импульсной технике, в ЭВМ и устройствах автоматики в качестве пусковых и переключающих устройств.

Различают три режима работы мультивибраторов: автоколебательный, синхронизации и ждущий.

Рассмотрим симметричный мультивибратор, работающий в режиме автоколебаний.

Рисунок 4 - Схема и временные диаграммы мультивибратора

При подключении данной схемы к источнику питания Е_к возникает режим неустойчивого равновесия. Так как, несмотря на симметрию схемы, в любой момент может нарушиться равенство коллекторных токов.

Если, например, несколько уменьшится ток i_к1, то это приведет к уменьшению потенциала на коллекторе VT1. А так как напряжение на конденсаторе С₁ не может измениться мгновенно, то отрицательный скачок напряжения на коллекторе VT1 передается на участок база-эмиттер транзистора VT2. Это вызовет увеличение тока i_к2 и, следовательно, повышение потенциала коллектора VT2. Повышение потенциала коллектора VT2 через конденсатор С₂ передается на базу VT1 и ток i_к1 еще больше уменьшается и т.д. Данный процесс нарастает лавинообразно, тем более что скачки напряжения на базах увеличиваются за счет усилительного действия транзисторов. В итоге транзистор VT1 оказывается запертым, а потенциал его коллектора практически равным –Е_к. Транзистор VT2 будет полностью открыт и насыщен, а потенциал на его коллекторе – близким к нулю.

В исходном состоянии (до опрокидывания схемы) конденсаторы С₁ и С₂ были заряжены с полярностью, указанной на схеме, до напряжения –Е_к+R_кi_к. Во время опрокидывания схемы напряжение на конденсаторах не успевает измениться. После опрокидывания схемы конденсатор С₁ относительно быстро заряжается до напряжения Е_к по цепи: +Е_к, переход эмиттер-база открытого транзистора VT2, С₁, R_к1, –Е_к. Конденсатор С₂ после запиранияVT1 перезаряжается по цепи: +Е_к, VT2, С₂, R_б1, –Е_к. Фактически через резистор R_б в первый момент проходит ток под действием 2Е_к и, следовательно, к участку база-эмиттер VT1 приложено напряжение +Е_к, надежно запирающее VT1. При медленной перезарядке С₂ ток уменьшается, напряжение на R_б1 падает и, когда u_с2≈0, напряжение на участке база-эмиттер VT1 близко к нулю. Транзистор VT1 открывается, потенциал его коллектора начинает расти, что приводит к росту потенциала базы VT2 и уменьшению потенциала его коллектора, а, следовательно, и потенциала базы VT1. Таким образом, возникает новый лавинообразный процесс и схема снова опрокидывается. При этом VT1 открыт и насыщен, а VT2 заперт. После опрокидывания конденсатор С₂ быстро разряжается через R_к2 до напряжения Е_к, а С₁ начинает медленно перезаряжаться аналогично перезарядке С₂. Эти процессы отражены на графиках.