вместо 9. д. с. Ef, должен фигурировать потенциал Uт. Электродвижущая сила Ек = Ек - Ut, играющая в расчетах триггера с автоматическим смещением роль Е, выбирается, как и в основной схеме, исходя из значения выходного напряжения (см. § 16-2). В конце расчета после определения всех сопротивлений находят значение из выражения (16-17).

Повышенная стабильность данной схемы объясняется тем, что напряжение смещения Ut пропорционально Е, тогда как в основной схеме э. д. с. Е и Е независимы и значительное изменение одной из них может нарушить соотношение (16-8), из которого определялось сопротивление обратной связи. Работоспособность триггера с автоматическим смещением не зависит от напряжения питания вплоть до значения = 1 В и меньше. При этом, однако, выходное напряжение меняется пропорционально £ .

Триггер без смещения. Способность работать без смещения (как постороннего, так и автоматического) является специфической особенностью транзисторных триггеров. Однако эти схемы на практике оказываются менее надежными. Мы дадим о них лишь самое общее представление.

На рис. 16-7 показан триггер, похожий на обычный (см. рис. 16-1), но без источника /Гб- Работоспособность такого триггера подтверждается следующими соображениями. Положим, что транзистор Гх насыщен, и покажем, что при этом транзистор Ts может быть почти заперт (т. е. хотя и будет находиться в активном режиме, но будет работать с малым коллекторным током).

В самом деле, считая транзистор Tf точкой с нулевьвя потенциалом, видим,-что ключ на транзисторе работает с эмиттерным переходом, зашунтированным

сопротивлением /? = II Ri- Для двух предельных значений этого сопротивления .тегко найти соответствующие коллекторные токи. А именно, при R = О, когда Ug = О, получим согласно (15-26) /,-2 = (1 -Ь Р/) /ко; при R = cx>, когда /g= О, получим согласно (4-70) /ка = (1 + Рлг)кО= кО-При любом конечном значении R ток /ка лежит в указанных пределах. Практически можно считать /

Рис. 16-7. Триггер без источника смешения.

Таким образом, в дайной схеме ток I*q играет роль тока / в схеме на рис. 16-1. Поскольку /*о > 1, ясно, что фактор &. увеличивается во много раз при том же токе насыщения. Тогда сопротивление Ri согласно (16-8) сильно уменьшается, а вместе с ним согласно (16-10) уменьшается выходное напряжение.

Из сказанного ясно, что температурный диапазон данной схемы существенно ограничен, в первую очередь для германиевых транзисторов.

Так как в данной схемеfg 0> то выражение (16-8) упрощается и принимает

вид:

?1<1(1-8)Р-1]?к-

Сопротивление Ra желательно делать малым: при этом режим эмиттерного перехода в запертом транзисторе будет ближе к короткому замыканию и ток /кг уменьшится по сравнению с /*q . Однако слишком малые значения R (меньше 1-2 кОм) затрудняют насыщение открытого транзистора, так как в это сопротивление ответвляется часть тока обратной связи.

Естественным вариантом рассмотренной схемы является триггер без сопротивлений смещения (R2 = оо). Свойства такого триггера близки к свойствам предыдущего (рис. 16-7), ио триггер.без сопротивлений смещения еще более критичен к изменениям температуры и коэффициента р.

Триггер с непосредственными связями. Этот вариант схемы (рис. 16-8) является наиболее оригинальным и специфичным. Он элементарно прост по структуре и весьма экономичен как в отнощении числа деталей, так и в отнощении потребляемой мощности. Сама возможность такой схемы вытекает из того, что уменьщение до нуля сопротивления обратной связи Ri согласно (16-8) не нарущает условия насыш,еиия и, следовательно, работоспособности схемы. Однако механизм работы такого триггера довольно сложен, так как он в значительной степени определяется формой вольт-амперных характеристик транзисторов в области малых токов.

Рассмотрим работу схемы. Отметим, что в данном триггере насыщенный транзистор Tj нельзя считать эквипотенциальной точкой, так как его работа основана на разнице в межэлектродных напряжениях. Выходное напряжение, как и в других триггерах, равно разности коллекторных потейциалов транзистора в открытом и закрытом состояниях:

f вых - f К2 - Vki-

В данном случае можно подставить кг= или {/к1= тогда получается соотнощение

Следовательно, - Uk6i ~ Uk6z, т. е. напряжения Uk&i и 1/кб2 одинаковы, по имеют разные знаки (при одинаковых знаках t/кб схема находилась бы в соверщенпо симметричном состоянии и не была бы триггером). Ясно также, что схема характерна малым выходным напряжением, так как в насыщенных транзисторах значение иб не превыщает долей вольта. Таким образом, при опрокидывании данного триггера происходит в основном перераспределение токов, а напряжения меняются мало.

Поскольку транзистор насыщен, то i i < i t/ei I; тогда у запертого транзистора получается [{/б2 I < I tK2 I- Следовательно, транзистор То находится в активном режиме и слово запертый мы ставим в кавычки. Однако ток /кг ие превышает S/o, так как напряжение {/362 = 1 fKsi I < Фг fcM. (15-10в)]. Токи обоих транзисторов можно найти с помощью формул (15-9) и (15-10), полагая Окэг = -эба. t/кэг = -{эбх и считая заданными и одинаковыми токи 11 EJRg. При таком расчете следует, однако, иметь

в виду, что коэффициенты Р при малых коллекторных напряжениях сильно отличаются от номинальных значений.

Одним из главных недостатков триггера с непосредственными связями является узкий диапазон рабочих температур (50° С и меньше). Это обусловлено примерно теми же причинами, что и у триггеров без смещения.

Рис. 16-8. Триггер с непосредственными связями.

16-4. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В РЕЖИМЕ РАЗДЕЛЬНЫХ

ВХОДОВ

Триггер может работать в двух существенно различных режимах: режиме раздельных входов и режиме общего - счетного входа (пересчетный режим). В первом режиме перебросы триггера достигаются либо подачей спусковых импульсов одинаковой полярности поочередно на каждый из транзисторов, либо подачей импульсов чередующейся полярности на один и тот же

с раздельными

транзистор. Во втором режиме спусковые импульсы одной полярности подаются одновременно на оба транзистора. Переходные процессы в каждом из этих режимов имеют значительную специфику. Поэтому мы рассмотрим их раздельно.

Формирование фронтов импульсов является сложным процессом. Несмотря на то что триггер является регенеративной схемой с сильной положительной обратной связью, процесс переброса определяется отнюдь не только регенерацией, т. е. не только взаимодействием обоих транзисторов. В общем случае переходный процесс состоит из трех стадий: стадии подготовки, стадии регенерации и стадии восстановления, причем стадия регенерации может занимать лишь небольшую долю всего времени переброса [147]. На первой и третьей стадиях по крайней мере один из транзисторов заперт, что существенно облегчает анализ.

Скорость опрокидывания триггера и характер переходного процесса существенно зависят от параметров спускового сигнала: его величины, формы, длительности, сопротивления источника сигнала. В данном параграфе будем считать источник входных импульсов генератором тока, а форму импульсов - прямоугольной.

Последующий анализ непосредственно относится к бездрейфовым транзисторам с не очень большой граничной частотой f (до 5 МГц). У таких транзисторов коллекторная емкость относительно мала, т. е. можно считать CRk-o и вместо эквивалентных постоянных времени Где или т ое [см. (15-32)] пользоваться величинами т или То. В случае высокочастотных дрейфовых транзисторов нужно учитывать влияние коллекторной емкости и емкости нагрузки. Это будет сделано в конце главы.

Общее описание. Пусть триггер находится в исходном состоянии (транзистор Tl насыщен, Т заперт) и на вход транзистора Ti скачком подан запирающий сигнал 1 (рис.16-9). Рассмотрим переходные процессы в схеме, пользуясь временными диаграммами на рис. 16-10, на которых для простоты не учитываются токи в запертом состоянии транзисторов.

Стадия подготовки начинается в момент подачи запирающего импульса и кончается в момент отпирания транзистора Т.

Эта стадия состоит из двух этапов: рассасывания избыточных носителей в базе Ti (интервал Q и предварительного формирования

Рис. 16-9. Запуск триггера входами.