Триггер с коллекторно - базовыми связями

Триггеры на транзисторах являются усилителем постоянного тока с положительной ОС, осуществляемой подачей выходного напряжения на его вход.

Общие сведения о триггерах

ТРИГГЕРЫ

Триггером называется устройство, имеющее 2 устойчивых состояния и способное под воздействием внешнего сигнала переходить скачком из одного состояния в другое.

Триггер представляет одну из разновидностей широкого класса так называемых спусковых устройств. Процесс перехода спускового устройства из одного состояния равновесия в другое называют опрокидыванием, срабатыванием, или спуском. Отсюда произошло название: trigger (англ.) – спусковой крючок, курок. Токи и напряжения в спусковом устройстве в процессе опрокидывания за весьма короткое время резко изменяют свои значения.

Явление опрокидывания было впервые обнаружено советским ученым профессором М. А. Бонч – Бруевичем в 1918 г. при замыкании 2-х каскадного усилителя в петлю положительной ОС. Это открытие послужило основой создания различных спусковых устройств.

Триггер может быть построен на электронных лампах, других активных элементах и на электромагнитных реле.

В корабельной автоматике наибольшее распространение получили триггеры на транзисторах.

Триггеры составляют > 40% элементов ЦВМ. Они широко применяются в автоматике, телемеханике, измерительной технике, как делители частоты и элементы памяти.

По функциональному предназначению различают:

– триггеры с раздельным запуском (RS-триггеры);

– триггеры со счетным запуском (T-триггеры);

– триггеры с элементами задержки (D-триггеры);

– универсальные триггеры (JK-триггеры) и т. д.

По записи информации триггеры бывают:

– асинхронный (срабатывает сразу после изменения сигналов на входах);

– синхронный (тактируемые) – в которых запись информации со входов возможна лишь при наличии разрешающего тактового импульса.

По способу создания положительной ОС наиболее часто встречающиеся на практике триггеры можно разбить на 2 основных класса:

– схемы с коллекторно-базовыми связями (симметричный триггер);

– схемы с эмиттерной связью (несимметричный триггер).

Рассмотрим подробно первый из них:

Схема подобного триггера приведена на рис 1

Рис. 1.

Если R _К1 = R _К2

R _Б1 = R _Б2

С ₁ = С ₂

VТ 1 и VТ 2 – одного типа,

то триггер называется симметричным.

Симметричный триггер состоит из 2 транзисторных ключей, соединенных так, что напряжение с коллектора первого ключа подается на базу второго и с коллектора второго на базу первого при помощи потенциометрических связей, образованных резисторами R_Б2, R₂, R₁ и R_Б2. В базовые цепи обоих транзисторов включен общий источник напряжения смещения E_СМ.

Параметры триггера выбраны так, что в статическом состоянии один транзистор находится в режиме насыщения, а другой – в режиме отсечки. Одновременно находится в одном состоянии ключи в принципе не могут. Убедимся в этом.

U _К1 = E _К – I _К1 R _К1 U _К2 = E _К – I _К2 R _К2

Предположим, что транзисторы триггера VТ1 и VТ2 открыты и в цепях ключей протекают одинаковые токи I _К1 = I _К2, I _Б1 = I _Б2 и т. д. При этом напряжения на коллекторах равны U _К1 = U _К2, поскольку:

(1)

Однако, это только наше предположение, что токи I _К одинаковы. В реальных условиях этого быть не может. Оказывается даже постоянный ток претерпевает некоторые изменения, пусть даже самые малые (в нашем случае могут сказаться неоднородность структур транзисторов, различие характеристик транзисторов и изменение их во времени, случайный характер протекания тока и т. д.). Можно утверждать, что ток колеблется естественно.

Точные приборы эти колебания могут фиксировать.

Предположим теперь, что в результате такого колебания ток I _К1, увеличился и стал I _К1 > I _К2. Тогда согласно формуле (1) положительное напряжение на коллекторе VT1 U _К1 уменьшится. Отрицательное приращение коллекторного напряжения D U _К1 < 0 передается делителем напряжения (R _Б2 – R ₂) на базу транзистора VT2, что приводит к частичному его запиранию, т. е. к уменьшению тока I _К2.

В соответствии с (1) потенциал коллектора VT2 станет более положительным. Положительное приращение напряжения D U _К2 > 0 передается делителем (R _Б1 – R ₁) на базу транзистора VT1, что приводит к еще большему его отпиранию и дальнейшему увеличению тока I _К1. В этом заключается действие положительной ОС, способствующей развитию возмущающего процесса.

Процесс развивается лавинообразно, в результате чего транзистор VT1 скачком откроется, а VT2 – закроется.

Дата добавления: 2015-05-10