Симметричный триггер

Триггером называется устройство, которое обладает релейной характеристикой управления, имеет два устойчивых состояния и под воздействием входного сигнала скачком переходит из одного состояния в другое.

Рис. 70. Пусковая характеристика триггера.

Симметричный триггер состоит из двух активных элементов – транзисторов, работающих в схеме с положительной обратной связью. На Рис.70 приведена схема статического симметричного триггера на транзисторах с реостатно-емкостной связью. Резисторы R _к служат для ограничения тока коллекторов. Резисторы R определяют базовые токи и обеспечивают обратную связь. Конденсаторы С являются ускоряющими: в момент переключения они обеспечивают большие базовые токи. Источник Е _б2 создает запирающее напряжение смещения на базах транзисторов. Сопротивления R _б ограничивают величину запирающего тока базы.

Управление осуществляется по цепям базы, на которые подаются импульсные или потенциальные сигналы соответствующей полярности. Триггер выполнен симметричным, т.е. составлен из одинаковых транзисторов с одинаковыми параметрами элементов схемы. Рассмотрим работу схемы. После включения питания триггер установится в одно из устойчивых состояний. Пусть в исходном состоянии Т2 заперт, а Т1 открыт и насыщен. Потенциал коллектора Т2 близок к E _к, поэтому через сопротивление R в базу Т1 потечет большой ток, обеспечивающий режим насыщения. Выходное напряжение на коллекторе Т2 будет равно:

(8.11)

где I _ко - коллекторный ток запертого транзистора; I _{к нас} - коллекторный ток насыщенного транзистора. На коллекторе транзистора Т1 напряжение близко к нулю (0,5 – 1,0) В.

Рис. 71. Принципиальна (а) и эквивалентная (б) схемы симметричного триггера.

После прихода на базу Т1 запускающего импульса положительной полярности триггер переходит в другое устойчивое состояние. Сначала под действием положительного напряжения U _вх происходит рассасывание избыточных носителей в базе Т1. После выхода Т1 из насыщения, I _к1 снижается, отчего растет отрицательное напряжение на коллекторе Т1. Оно через RC -цепочку передается на базу транзистора Т2. Когда это напряжение компенсирует положительное смещение, начинается открытие Т2. Далее наступает этап регенерации. I _к1 уменьшается, U _к1 растет. Т2 форсированно открывается. Ток I _к2 растет, напряжение U _к2 падает. Этап регенерации заканчивается полным запиранием Т1 и далее идет насыщение Т2.

Для возвращения триггера в исходное состояние надо подать положительный импульс на базу Т2. Возможно управление схемой как положительными, так и отрицательными импульсами. Можно подавать на один вход чередующиеся импульсы разной полярности.

Симметричный статический триггер может использоваться в качестве бесконтактного электронного реле, элемента пересчетной схемы, элемента памяти, делителя частоты, формирователя прямоугольных импульсов. При управлении цифровыми полупроводниковыми устройствами триггер может использоваться для исключения влияния дребезга контактных задающих устройств.

Параметры схемы рассчитываются исходя из требований режима. Условие запирания:

R _б< E _б / I _ко; Е _б = (1 – 2) В. (8.12)

Условие насыщения транзистора:

R < { b R _к / [ 1 + (b E _б R _к/ R _б E _к)]} – R _к (8.13)