Тригер на біполярних транзисторах (симетричний тригер з лічильним запуском)

2. Тригер на біполярних транзисторах (симетричний тригер з лічильним запуском)

Схема симетричного тригера зображена на рис. 7.1. Тригер являє собою двокаскадний підсилювач з додатнім зворотним зв'язком виконаний на біполярних транзисторах VT1 і VT2, увімкнених за схемою з ЗЕ.

Додатній зворотний зв'язок забезпечується ланцюжками R₁, С₁, та R₂, С₂, які з'єднують колектор одного транзистора з базою іншого.

Напруга E_зм, призначена для надійного утримання у закритому стані одного з транзисторів схеми.

Коло, до якого входять діоди VD1 і VD2, призначене для запуску тригера при подачі напруги U_зап.

Тригер є симетричним, бо:

R_К1= R_К2= R_К; R₁= R₂= R; R_Б1= R_Б2= R_Б; С₁= С₂= С.

Він має два сталих стани:

1) VT1 відкритий, VT2 закритий, при цьому U_вих1=0, U_вих2=1;

2) VTI закритий, VT2 відкритий, U_вих1=1, U_вих2=0;

Після підминання джерела живлення тригер може опинитися у будь-якому стані і, за відсутності зовнішніх сигналів керування, може знаходитися у сталому стані скільки завгодно часу (але тільки за наявності живлення - енергозалежна пам'ять).

Рис. 7.1 - Симетричний тригер на біполярних транзисторах

Розглянемо роботу тригера за наявності запускаючої напруги. Припустимо, схема знаходиться у першому сталому стані рівноваги. У цьому випадку діод VD1 зміщений у прямому напрямку під дією позитивної напруги U_бе1, а діод VD2 закритий напругою U_бе2. Якщо подати негативний запускаючий імпульс, він через діод VD1 потрапить до бази VТ1, який закриється (матимемо I₁=0). Напруга на колекторі VT1 зросте і через R₁ та прискорюючий конденсатор C₁ потрапить на базу VT2 і відкриє його.

Рис. 7.2 - Часові діаграми роботи лічильного тригера

У результаті - схема перейде до другого сталого стану.

Тепер діод VD1 закритий напругою U_бе1 і наступний негативний імпульс запуску буде діяти на базу VT2 через діод VD2 і закриє VT2, переводячи тригер у перший сталий стан.

Таким чином, кожен імпульс запуску змінює стан тригера на протилежний. Такий вид запуску називається лічильним запуском, а тригер має назву тригера Т-типу. Його роботу ілюструють часові діаграми, зображені на рис. 7.2, з яких видно, що період вихідних імпульсів Т_вих у два рази більший за період запускаючих Т_зап, (тому такий тригер ще називають тригером дільником на два).

Поряд з лічильним запуском існує роздільний запуск, котрий можна реалізувати двома способами:

1) подачею імпульсів однієї полярності віл двох різних генераторів на бази кожного з транзисторів у різні моменти часу;

2) подачею імпульсів змінної полярності на базу одного з транзисторів.

Контрольні запитання:

1.                 Що таке тригер?

2.                 Які є способи реалізації тригерів?

3.                 Яка область застосування тригерів?

4.                 Схема та принцип роботи тригерів на дискретних елементах?

Інструкційна картка №25 для самостійного опрацювання навчального матеріалу з дисципліни «Основи електроніки та мікропроцесорної техніки»

І. Тема: 4 Основи цифрової електронної схемотехніки

4.2 Логічні елементи

Мета: Формування потреби безперервного, самостійного поповнення знань; розвиток творчих здібностей та активізації розумової діяльності.

ІІ. Студент повинен знати:

-                     Призначення логічних елементів;

-                     Область застосування логічних елементів;

-                     Способи реалізації логічних елементів;

-                     Будову та принцип роботи схем логічних елементів різних типів.

ІІІ. Студент повинен уміти:

-                     Застосовувати логічні елементи при побудові електричних схем;

-                     Будувати та викреслювати схеми логічних елементів.

ІV. Дидактичні посібники: Методичні вказівки до опрацювання.

V. Література: [2, с. 222-231].

VІ. Запитання для самостійного опрацювання:

1.                 Логічні ІМС типу ТЛНС, РТЛ і РЕТЛ

2.                 Логічні ІМС з емітерними зв'язками

VІІ. Методичні вказівки до опрацювання: Теоретична частина.

VІІІ. Контрольні питання для перевірки якості засвоєння знань:

1.                 Яку логічну функцію дозволяє реалізувати схема ІМС типу ТЛНС?

2.                 Привести схему типу ТЛНС?

3.                 Які основні недоліки схеми типу ТЛНС?

4.                 Що собою являють логічні ІМС з емітерними зв'язками?

ІХ. Підсумки опрацювання:

Теоретична частина: Логічні елементи

План:

1.                 Логічні ІМС типу ТЛНС, РТЛ і РЕТЛ

2.                 Логічні ІМС з емітерними зв'язками

Література

1. Логічні ІМС типу ТЛНС, РТЛ і РЕТЛ

Простий, історично перший, варіант логічних ІМС типу ТЛНС показаний на Рис. 11.8. Неважко переконатися, що дана схема дозволяє реалізувати функцію АБО - НЕ. Будь-який з вхідних сигналів позитивної полярності (позитивна логіка) буде інвертований на виході. Дійсно, надходження хоч би на один вхід сигналу позитивної полярності приводить до відмикання відповідного транзистора і переходу його в режим насичення. При цьому різко зростає падіння напруги на загальному для всіх транзисторів опорі навантаження Rн, а вихідна напруга знизиться практично до нуля. Таким чином, високий рівень напруги на вході, відповідний логічній одиниці, призводить до зниження напруги на виході схеми до рівня логічного нуля. У негативній логіці, тобто у тому випадку, коли на вхід (входи) поступає напруга негативної полярності, схема, побудована на транзисторах типу n-p-n виконує функцію І - НЕ: високий рівень напруги на виході буде тільки за умови, що всі три транзистори замкнуто, тобто на всі входи поступили сигнали низького рівня. Зміна характеру функції при заміні позитивної логіки на негативну (і навпаки) є загальною властивістю логічних схем, в чому неважко переконатися при подальшому розгляді їх різновидів.

Рис. 11.8. Схема типу ТЛНС

Не дивлячись на певні переваги (простота, мала споживана потужність, висока швидкодія), транзисторні логічні мікросхеми з безпосереднім зв'язком застосовуються рідко. Їх недоліком є значний розкид вхідних характеристик (а, отже, і вхідних опорів) транзисторів. В результаті при одній і тій же вхідній напрузі базові струми транзисторів можуть істотно відрізнятися один від одного. Крім того, схеми типу ТЛНС мають низьку завадостійкість і невелику навантажувальну здатність.

Для підвищення завадостійкості і вирівнювання вхідних опорів транзисторів в ланцюзі баз включають додаткові резистори з опором близько декількох сотень Ом (Рис. 11.9). В цьому випадку утворюється схема типу РТЛ, принцип роботи якої і виконувані нею логічні функції нічим не відрізняються від розглянутої вище схеми типу ТЛНС. Слідує, проте, відзначити, що схеми типу РТЛ мають відносно невелику швидкодію. Пояснюється це тим, що ділянка база - емітер кожного транзистора володіє помітною паразитною ємністю (показано пунктиром на рис 11.9).

Рис. 11.9. Схема типу РТЛ

Рис. 11.10. Схема типу РЕТЛ

Під час надходження вхідного сигналу ця ємність заряджає через відповідний базовий резистор. Постійна часу заряду при чималому опорі базового резистора може перевищити тривалість вхідного сигналу. В результаті відбуваються спотворення форми вхідного сигналу, затягування процесу відмикання транзистора і зниження швидкодії схеми. Для усунення цього недоліку базові резистори шунтують конденсаторами (Рис. 11.10). Схеми такого типу називаються схемами РЕТЛ. У момент перемикання конденсатори (їх називають прискорюючими) на деякий час закорочують резистори і тим самим як би виключають їх з схеми. Тому постійна часу заряду паразитних базових ємностей різко зменшується, а час перемикання транзисторів із замкнутого стану у відкритий і навпаки, помітно скорочується.

Розглянуті варіанти логічних інтегральних мікросхем використовувалися на першому етапі розвитку мікросхемотехніки. У напівпровідникових ІМС і особливо в мікросхемах з високим ступенем інтеграції (ВІС) вони виявилися безперспективними.

Похожие работы

Мікропроцесорна техніка

Скачать

148745

30

12

... обміну даними з ПЭВМ у процесі виконання програми користувача; 11.      Вкажіть типи буферних схем, використаних в УУМС-2. Їх призначення та особливості роботи. 12.      Дайте визначення адресного простору мікропроцесорної системи та розпишіть його розподіл в УУМС-2. Адресний простір УУМС складається з областей, состав яких показаний у табл.2. Варто звернути увагу, що внутрішні адресні області ...

Методика проведення теоретичних занять

Скачать

86358

0

0

... ілу (Додаток 5); 5. Узагальнення і систематизація з розділу у вигляді опорно - інформаційних схем, табличних алгоритмів. 3.3 Анкетування студентів з даної проблеми Думка студентів про проведення теоретичних занять з дисципліни: " Основи електроніки та мікропроцесорної техніки ". Потрібне в відповідях підкреслити, анкету не підписувати. 1. Ви рахуєте, що викладач свій предмет? а) знає і ...

Розробка мікропроцесорного пристрою системи автоматичного регулювання

Скачать

69468

35

0

... детально на основі загального вирішення задачі.ЗАВДАННЯ ДО КУРСОВОЇ РОБОТИ Розробити компоненти технічного і програмного забезпечення мікропроцесорного пристрою, який включає аналогово-цифровий і цифро-аналоговий перетворювачі і виконує функцію лінійної системи автоматизованого регулювання. Системи описується заданим пропорційно-інтегро-диференціальним рівнянням, яке зв'язує аналогові сигнали х ...

Розробка комплекту ТЗА мікропроцесорної схеми похилого дифузійного апарату на базі мікропроцесорного комплекту Р-13

Скачать

16812

1

2

... ії контурів управління Автоматична система управління дозування формаліна передбачає контролювання таких параметрів як Fстр. кількості постачаємої стружки в дифузійний апарат, є головним чинником який впливає на час подачі формаліна в дифузійну установку, рН дифузійного соку та Т температура середовища протікання процесу, ці показники відображають розвиток мікрофлори в дифузійному апараті та є ...