теризуется коэффициентом насыщения 5 = /б бн. Чтобы уменьшить длительность процесса рассасывания и увеличить быстродействие схемы S, принимают не больше 2-3 Примем 5=1, 2, тогда

>213</(ft213 + S) 0,25£кЙ21э?к/(21э + 5)

0,25.12.20-820/(20 + 1,2)

=---= 260 Ом.

12-0,25-1.2

Выбираем по ГОСТу /?э = 270 Ом.

4. Расчет сопротивления Rki- Обычно его выбирают равным/?ki = (2-3);/?к2= = (2н-3)820= 1640-f-2460 Ом. Выбираем по ГОСТу /?„,=2 кОм.

5. Расчет сопротивлений делителя R1R2. Значение сопротивления R1 определяем из неравенства, которое должно сохраняться в диапазоне рабочих температур Ы, в том числе и при минимальной температуре (/мин = -50° С), т. е. при Д/=+20н-50=70° С, при которой снижается коэффициент передачи тока Й21э.

Rl < А21Э (1 - аДО {Rki - Rk2)/S = 20 (1 - 0.007-70) (2000 - 820)/1,2=я; ЮкОм. Выбираем по ГОСТу /?i = 10 кОм.

Й21з(1 - аДг;)/?з/?1 20(1 -0,007-70)270-104

. ~А21э(1-аД0/?к1.-5/?1 ~ 20(1 -0,007-70)2-103- 1,2-104 ~ .4 км.

Выбираем по ГОСТу i?2=3,3 кОм.

6. Расчет сопротивления базы

= (1 - аДО/?к2/5 = 20 (1 - 0,007-70) 820/1,2 = 6,8 кОм Выбираем по ГОСТу i?6 = 6,8 кОм.

7. Длительность закрытого состояния транзистора зависит от температуры. Температурная зависимость длительности запертого состояния транзистора определяется отношением /коб/к. Для повышения стабильности .необходимо выполнять условия /комакс/б/к-С!, где /ко макс-значение начального тока при максимальной температуре. Проверяем стабильность длительности импульса

коиМБк = 15-10-6-6,8.103/12 = 0,008 « 1.

8. Значение хронирующей емкости определяется по заданной длительности импульса. L, учетом сказанного в п. 7:

С = / (/?б ш - + + - + -

/I 1 - Ra

?э/(/?к1 + Rs) -Ь /коб/к

R т-в /Ifi R 1ПЗ. 2 - 270 [1/(2000 + 270) + 1/(820 + 270) ) = 8-10-6/J6,8-103 In i 27o/(2000-f270) + 15-10-6.6,8.103/12 ) =

= 0,0019 мкФ. Выбираем по ГОСТу С=0,002 мкФ.

9. Проверяем условие восстановления схемы Длительность процесса восстановления определяется временем заряда хронирующего конденсатора, т. е.

B=3ii3ap~3C/?Ki = 3-0,002-2-103= 12 мкс.

Для нормальной работы схемы требуется, чтобы к моменту прихода следующего запускающего импульса процесс восстановления был закончен. Это требование удовлетворяется, если период повторения запускающих импульсов /и-Ь4. В нашем варианте следования импульсов

= Ги - i!„ = 20 - 8 = 12 мкс.

Следовательно, длительность восстановления tB=tc. т. е. схема успевает восстановить исходное состояние до прихода следующего импульса.

§ 23.5. Триггеры

Триггерами называют импульсные схемы, имеющие два электрических состояния устойчивого равновесия. Изменение их состояния вызывается внешними сигналами. Форма выходного напряжения триггеров близка к прямоугольным импульсам. Триггеры применяют в качестве переключающих устройств, делителей частоты следования импульсов, запоминающих ячеек и т. д. Различают триггеры симметричные и несимметричные.

Симметричные триггеры. Наиболее распространены симметричные триггеры с коллекторно-базовыми (рис. 23.7, а) связями. Цепи коллектора и базы транзисторов в схеме связаны с помощью резисторов R1R2. Для ускорения переходных процессов и увеличения скорости переключения резисторы шунтированы конденсаторами С1С2. Схема снабжена цепочкой эмиттерной стабилизации СэРэ.

При подаче на базу транзистора VI положительного импульса транзистор закрывается, вследствие чего потенциал на коллекторе понижается, приближаясь к -Ек. Этот отрицательный скачок напряжения через цепочку обратной связи C1R1 передается на базу транзистора V2, который открывается. После открывания транзистора V2 в его коллекторной цепи появится ток, который создаст падение напряжения на нагрузке Rk2, при этом потенциал на коллекторе возрастет, приближаясь к нулю (напряжение на коллекторе изменяется от -Ек до 0). В таком устойчивом состоянии схема находится до поступления нового пускового импульса положительной полярности на базу транзистора V2, который возвращает триггер в исходное устойчивое состояние. Временные диаграммы напряжений в цепях базы и коллектора транзисторов показаны на рис. 23.7, б.

Запуск триггера может осуществляться как по цепи коллектора, так и по цепи базы по одному или двум входам. При запуске по одному входу на него подают управляющие чередующиеся разнополярные импульсы (на базу или коллектор одного из транзисторов). При запуске по двум входам управляющие однополяр-ные импульсы подают на базы или коллекторы обоих транзисто-

"«7

Вых1

к к к

"\ Г

Рис. 23.7. Схема и диаграммы симметричного триггера

ров то с одного, то с другого входа. Предпочтительны диодные схемы запуска, в которых устраняется связь между цепью запуска и триггером. Короткие управляющие импульсы подают через разделительные диоды V3 и V4 (см. рнс. 23.7, а) на базы транзисторов. Базовая схема запуска целесообразна, когда необходимо исключить попадание запускающих импульсов на вход последующего каскада, связанного с коллекторными цепями транзисторов триггера.

Если входы Вх. 1 и Вх. 2 объединить, получим симметричный способ запуска через один вход. При-поступлении пускового импульса открытый транзистор, например VI, закрывается, а возникший в его коллекторной цепи сигнал (перепад напряжений) отрицательной полярности по цепи обратной связи передается на базу закрытого транзистора V2 и открывает его. Схема переводится в новое устойчивое состояние. При последующем пусковом импульсе схема возвращается в исходное состояние и т. д.

Расчет триггера. Произвести расчет триггера с общим (счетным) запуском (рис. 23.8) для следующих условий: амплитуда выходных импульсов fmlO В, частота повторения запускающих импульсов макс = 96 кГц; рабочий диапазон температур Л = -50-+20° С. ТКПа=0,007 1/град.

1. Выбор напряжения источника произведем из условия:

=: (1,1 1,4) f/m ~ 1.2; и„ = 1,2-10 = 12 В.

2. Выбор напряжений смещения £36, см- При большом напряжении смещения £36 снижается быстродействие триг ера. Практически для надежного запирания транзистора смещение выбирают £36 = 1-2 В. Примем £36= 1,5 В, а напряжение источника Ест для упрощения схемы питания целесообразно принять таким же, т. е. £см=1,5 В.

3. Тип транзистора выбирают исходя из необходимости .удовлетворения следующих требований: допустимое напряжение транзистора С/кэо>Ск=12 В; транзистор должен обеспечивать необходимое быстродействие, т. е.

/Л21б > Риакс/0,35 = 96-103/0,35 = 275 кГц.

Этим требованиям удовлетворяет транзистор МП41 со следующими параметрами: г7кзо=15 В; /;.21э=1 МГц; А21э = 30; Ск = 60 пФ; /кдоп = 150 мА.

4. Сопротивление в коллекторной цепи Rk рассчитывают исходя из следующих соображений:

1) ток через транзистор не должен превышать допустимый

Rk>:£к кпоп = 12/150-10-3 80 Ом:

2) чтобы влияние емкости коллекторного перехода С,, на скорость переходных процессов было небольшим, необходимо удовлетворить неравенство 1,5/г21эСкРк<0,2/г21з л21в, откуда Rk<

<0,2 : (l,5fh2ieC„) = 0.2/( 1,5 10- 60Х X10-2) =2,2 кОм.

Для повышения быстродействия схемы значение сопротивления Rk целесообразно уменьшать, примем по ГОСТу Rk=1 кОм.

5. Ускоряющая емкость

"6х

с = 0,Q/(fh2M -0,6/(106- 10S) = = 600 пФ.

Выбираем по ГОСТу С=620 пФ.

£э5

Рис. 23.8. Схема триггера с общим за-> пуском