Главная страница  Транзисторные схемы 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 [ 177 ] 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

ное соотношение между постоянными времени:

I -j- G

Как видим, правая часть зависит от длительности входного сигнала. Полагая, например, Оыд = 1 и C/go = 0,2 Е, получаем:

(С/? )опхЗт . (16-466)

Такое соотношение (конечно, весьма ориентировочное) примем в качестве расчетного. Сравнивая его с (16-33), видим, что при равных Rk в схеме с общим входом нужно использовать большие ускоряющие емкости.

Подставляя m = 3 и Оыд = 1 в выражение (16-45) и считая по-прежнему C/go = 0.2 £ . находим:

tф 4,5т .

Складывая 1ф с временем вьщержки t - п т и с временем запирания 4 0,7 т (последнее вычислено для = 0,5 и /вх = = 0,75), получаем минимальный период

Т я(5 + п)т . - (16-47)

Если выразить соответствующую максимальную рабочую частоту F Kc == 1/Т ин через граничную частоту придем к следующему соотношению:

f aKc = -5~/a. (16-48)

Сравнивая (16-48) с (16-35), видим, что в схеме с общим входом быстродействие даже при весьма коротком импульсе получается меньше, чем в схеме с раздельными входами. С увеличением длительности это различие еще больше усиливается.

Интервал динамического смещения следует делать меньше периода Г,. ,. а следовательно, выбор сопротивления R можно производить по уже известной формуле (16-36).

Коллекторный запуск. До сих пор считалось, что запускающие импульсы подаются на базы транзисторов. Однако можно осуществлять запуск триггеров с общим входом и через коллекторы (рис. 16-13). Будем сначала считать сопротивление R = оо. Тогда, как видно из рисунка, в отсутствие входных импульсов диоды Дх и Да заперты, потому что на их аноды через сопротивление R подан потенциал - а катоды имеют потенциалы О (если транзистор Tl открыт) и iK2== -£kd4V [см. (16-10а)].

l + к

Если положительный импульс вх достаточно большой, а именно, если



\и\, записанная выше. Зная ток / -Ей


Рис. 16-13. Триггер с коллекторным запуском.

ТО диод Дг отпирается и входной ток проходит через него и через емкость Са в базу транзистора Tj. Диод Дх остается запертым, так как на базу никакой сигнал при этом не поступает. Таким образом, несмотря на общий вход, данная схема с точки зрения переходных процессов ведет себя как схема с раздельными входами (рис. 16-9). Последнюю мы анализировали, считая запирающий входной ток заданным. В рассматриваемой схеме входной ток обусловлен действием э. д. с. и выражается формулой (16-39), в которой роль смещения Ei играет разность потенциалов Е -

вх. можно рассчитать время рассасывания, время предварительного формирования отрицательного фронта и время регенерации с помощью выражений (16-18), (16-19) и (16-23).

Некоторая особенность стадии регенерации состоит в том, что нарастающий ток /кг в принципе ие полностью идет в базу транзистора Ti. часть тока ответвляется в цепь источника сигнала через открытый диод Да. Однако если считать > >. rgi, то в соответствующих поправках нет необходимости. Стадия регенерации заканчивается запиранием транзистора Ti, причем потенциал Ugi остается близким к i/go. как и в начале стадии. Запирание транзистора сопровождается уменьшением его базового тока практически до нуля. В результате входной ток триггера, т. е. ток 1д, который определялся сопротивлением rgj, теперь, после

отсечки базы, ограничивается гораздо большим сопротивлением R и, следовательно, резко уменьшается. Ток /да, который до отсечки шел в базу Tj, теперь переходит в цепь источника сигнала. Поскольку входной ток резко уменьшился, то даже небольшой доли встречного тока /кг достаточно для запирания диода Да-Поэтому фактически диод Да запирается одновременно с транзистором Ti в момент <з, а ток /ка в этот же момент полностью идет через резистор /?ка и соответственно повышает потенциал f/ка-

Последующие процессы формирования положительного и отрицательного фронтов, а также спад динамического смещения практически не отличаются от процессов в триггере с раздельными входами (рис. 16-10). Анализ схемы с коллекторным запуском осуществляется по формулам, выведенным в § 16-4.

Можно констатировать, чгго коллекторный запуск триггера с общим входом имеет некоторые преимущества: отсутствует непосредственное прохождение входного импульса на коллектор отпирающего транзистора (см. кривые 2 на рис. 16-10 и 16-12) и отсутствует влияние длительности входного импульса на работу схемы. Последнее означает, что емкости Q и выполняют только ускоряющие, а не запоминающие функции и ограничение величины 4х (см. сноску на с. 530) не имеет места.



При коллекторном запуске можно использовать диоды Дх и Да не только для коммутации сигнала, но и для сокращения длительности отрицательного фронта. С этой целью достаточно подключить аноды диодов к средней точке делителя Rs, Rt и выбрать потенциал этой точки из условия

Тогда коллекторный потенциал запирающегося транзистора (Uki на рис. 16-10) будет спадать по экспоненте только до величины Еф, после чего откроется диод Дх и зафиксирует потенциал Ux на уровне Еф. При этом длительность отрицательного фронта будет, естественно, меньше, чем тогда, когда потенциал С/х беспрепятственно падает до значительно большего значения £ г.

Особенности применения дрейфовых транзисторов. Выше при анализе триггеров подразумевалось использование бездрейфовых транзисторов. Эти транзисторы характеризуются сравнительно большими значениями постоянной времени т и сравнительно слабым влиянием коллекторной емкости на величину эквивалентных постоянных времени (15-32): роль коллекторной емкости сводится к небольшому удлинению фронтов по сравнению с расчетными значениями; внешними нагрузочными емкостями обычно можно пренебречь.

Одна из важных особенностей дрейфовых транзисторов состоит в том, что у них постоянная времени на 2-3 порядка, а коллекторная емкость всего в 5-50 раз меньше, чем у бездрейфовых транзисторов. В результате относительная роль коллекторной емкости существенно возрастает и обычно становится определяющей. Это значит, что эквивалентные постоянные времени (15-32) близки соответственно к значениям:

Если использовать значение т ое в типовых формулах (16-33), (16-34), (16-46) и (16-47), то оптимальная величина ускоряющей емкости запишется в виде Cent = (2-3) Ск, а максимальная рабочая частота -в виде / ак = (0,150,35)/С/к. Например, при Ск = 2 пФ и = 2 кОм получаем Ес 60 МГц. В настоящее время планарные дрейфовые транзисторы обеспечивают рабочие частоты триггеров до 100-200 МГц.

Другая особенность дрейфовых транзисторов заключается в значительной роли внешних (нагрузочных и монтажных) емкостей, поскольку последние нередко оказываются сравнимыми с емкостью Ск или даже превышают ее. Если при этом выполняется нера-, венство (15-51), то, как известно, фронты токов сокращаются, а фрон- ты напряжений у запирающихся транзисторов описываются формулой (15-52).



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 [ 177 ] 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223

© 2000 - 2021 ULTRASONEX-AMFODENT.RU.
Копирование материалов разрешено исключительно при условии цититирования.