Несимметричные триггеры (триггер Шмидта)

Основное назначение несимметричного триггера — формирование прямоугольных сигналов произвольной формы.

В представленной схеме выбирается R_Э<<R, R_К2<<R₁.

Пусть e_­Г=0. Тогда U_Б1=0, и транзистор VT_­2 открыт и насыщен. Ток I_Э создает падение напряжения на резисторе R_Э.

U_БЭ1=U_Э= R_Э×I_Э. (1.22)

Этим напряжением запирается транзистор VT₁.

Пренебрегая током I_К01»0, запишем условия насыщения транзистора VT₂:

I_Б2³ (1.23)

I_Б2= (1.24)

I_КН2» (1.25)

³ (1.26)

R₁£b_2min×R_К2 – R_К1 (1.27)

(1.27) — условие насыщения транзистора VT₂ при отсутствии входного сигнала.

Условие запирания транзистора VT₁:

Допустим, R_К2<<R₁, а R_Э<<R. Тогда

U_Э= <0 —

напряжение, которое запирает транзистор VT₁.

Входная характеристика триггера: I_Б1=¦(U_ВХ).

Предположим, R_Г=0. Тогда U_ВХ=e_Г<0.

U_ВХ=(U_БЭ1+U_Э)»U_Э<0

В точке A транзистор VT₁ открывается. На участке AB идет процесс рассасывания избыточного заряда в базе VT₂. В точке B транзистор VT₂ начинает запираться, а VT₁ продолжает открываться. Начиная с точки B, напряжение на R_Э падает:

U_Э=R_Э×(I_Э1+I_Э2).

Ток I_Э2 спадает быстрее, чем растет I_Э1.

При увеличении тока I_Б1 на величину DI_Б1 ток коллектора VT₁ изменится на величину

DI_К1=b₁×DI_Б1.

Пусть емкость C₁ достаточно велика, т. е. все изменение тока коллектора первого транзистора идет через базу второго:

DI_Б2=DI_К1.

Тогда DI_К2=DI_Б2×b₂=b₂×b₁×DI_Б1.

Поскольку |DI_Э2|>DI_Э1, то на резисторе R_Э напряжение резко уменьшается. На входной характеристике это приводит к появлению участка BC с отрицательным сопротивлением. В точке C транзистор VT₂ запирается, и на участке CD транзистор VT₁ работает в активной области и продолжает открываться. В точке D транзистор VT₁ входит в насыщение.

R_ВХ(A-B)»(1+b₁)×R_Э. (1.28)

В формуле (1.28) сопротивление R_К2 не учитывается.

При дальнейшем увеличении входного сигнала, когда потенциал базы VT₂ по модулю превысит потенциал коллектора, транзистор VT₂ будет работать как прямой диод, т. е. эмиттерный и коллекторный переходы его работают в прямом направлении. При дальнейшем увеличении входного напряжения транзистор VT₂ попадает в инверсный режим.

e₁ и e₂ — пороги срабатывания триггера.

DU_{гистерезиса}=e₁-e₂.

Если R_Г>0, то пороги срабатывания по модулю возрастут. При R_Г>R_КР триггер превращается в усилитель: выходное напряжения плавно меняется с изменением входного.

Пороги можно увеличивать двумя способами:

1) увеличивая R_Г<R_КР;

2) меняя R_Э.