Физические процессы, происходящие в работающем мультивибраторе.

Обозначим напряжение на открытых переходах база-эмиттер транзисторов VT1 и VT2: U_бэ1=U_бэ2≈U_{кэ1 откр}= U_{кэ2 откр}. Это напряжение составляет 0,6В.

Будем считать,0что на закрытых транзисторах U_{кэ1 закр}=U_{кэ2 закр}≈E_п.

Рассмотрим момент времени t₀, когда транзистор VT1 переходит в открытое состояние ,а VT2 в закрытое состояние.

До этого момента конденсатор С₁ был заряжен по цепи: + Е_п, R_к1, С₁, переход Б-Э VT2, - Е_п – до напряжения U_c = Е_п, а конденсатор С₂ разряжен, т.к. напряжение U_кэ открытого транзистора VT2 и напряжение на переходе база-эмиттер транзистора VT1 одинаковы. В момент перехода состояний транзисторов напряжение на участке коллектор-эмиттер транзистора VT1 уменьшается до напряжения U_кэ = U_б. Положительно заряженная обкладка а₁ конденсатора С₁ через открытый транзистор VT1 соединяется с минусовым проводом. В результате чего к переходу база-эмиттер транзистора VT2 будет приложено обратное напряжение примерно равное напряжению питания, что способствует более полному закрытию транзистора VT2 .

Конденсатор С₁ начнет перезаряжаться по цепи: + Е_п, R_б2, С₁, переход К-Э открытого транзистора VT1, - Е_п – по экспоненциальному закону _. Время зарядки данного конденсатора: τ ≈ R_б2С.

Конденсатор С₂, который до этого был разряжен, заряжается по цепи: +Е_п, R_к2, С₂, переход Б-Э открытого транзистора VT1, - Е_п – до напряжения U_C2 ≈ Е_п .

Напряжение на коллекторе транзистора VT2 при этом будет возрастать по экспоненциальному закону. На обкладке б2 конденсатора С₂ появится положительный заряд, а на обкладке а2 отрицательный.

Ток базы транзистора VT1, состоящий из тока, протекающего через резистор R_б1, и зарядного тока конденсатора, поддерживают транзистор VT1 открытым . Напряжение на базе VT1 в это время практически не меняется и равно U_бэ открытого p-n перехода транзистора VT1.

Рассмотренные процессы будут происходить до тех пор, пока напряжение на конденсаторе С₁ не поменяет свою полярность и достигнет величины напряжения открытого p-n перехода база-эмиттер транзистора VT2 . Возникший при этом ток базы VT2 переводит его в открытое состояние . Положительно заряженная обкладка а2 конденсатора С₂ через открытый транзистор VT2 соединяется с минусовым проводом, в результате чего к переходу база-эмиттер транзистора VT1 будет приложено обратное напряжение примерно равное Е_п . Что вызовет закрывание VT1. Конденсатор С₂ начнет перезаряжаться по цепи: + Е_п, R_б1, С₂, переход К-Э открытого транзистора VT2, - Е_{п .} Время зарядки данного конденсатора: τ≈R_б1С. Напряжение на коллекторе закрывшегося транзистора VT1 начнет возрастать по экспоненциальному закону за счет зарядки конденсатора С₁ по цепи: +Е_п, R_к1, С₁, переход Б-Э открытого транзистора VT2, - Е_п . При этом транзистор VT2 остается в открытом состоянии за счет зарядного тока и тока в цепи резистора R_б2, протекающих через переход база-эмиттер транзистора VT2. Напряжение перехода база-эмиттер транзистора VT2 при этом практически не изменяется и определяется падением напряжения на открытом переходе база-эмиттер транзистора VT2. Процесс продолжается до тех пор, пока конденсатор С₂ полностью не перезарядится и его напряжение не достигнет напряжения открывания перехода база-эмиттер транзистора VT1 . Транзистор VT1 открывается . Далее процесс повторяется. На выходе мультивибратора (коллектор транзистора VT1 или транзистора VT2) появляются импульсы напряжения близкие к прямоугольным.

Период колебаний данного мультивибратора: Т ≈ τ₁+τ₂, где τ₁, τ₂ – время полного разряда конденсаторов С₁ и С₂.

τ₁ = 0,7R_б2С₁

τ₂ = 0,7R_б1С₂

Если мультивибратор симметричный, то τ₁ = τ₂ и период колебаний для симметричного мультивибратора: Т ≈ 1,4R_бС.

Если несимметричный, то τ₁ τ₂ .

Для характеристики прямоугольных импульсов служит величина, называемая скважностью импульса: .

Если мультивибратор симметричный, импульсы будут иметь одинаковую скважность.

Если , то q=2. Сигнал такой формы называется меандром.

Дата добавления: 2017-02-01