Триггер шмитта

Триггер шмитта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е (и)884087

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6 l ) Допол н ител ьное к а вт. с вид-ву (22) Заявлено 17,03.80 (21) 2893897/18-21 с присоединением заявки М (23) П рнорнтет

Опубликовано 23.1 1.81. Бюллетень .J6 43

Дата опубликования онисаиия 25. 1 1.8 1 (51) М. Кл.

Н 03 К 3/295

1оеударствсиный комитет

СССР ао делам изабретеиий и открытия (53) УДК 621,375. .083 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. В. Рубаник, В. M. Немировский и В. A. Шильцев (7I ) Заявитель (54) ТРИГГЕР ШМИТТА

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в быстродействующих электронных устройствах

Известен триггер Шмитта, содержащий операционный усилитель, инвертирующий вход которого через RC -цепочку соединен с источником входного сигнала, а неинвертирующий — через цепь обратной связи с выходом операционного усилителя, причем цепь положительной обратной связи содержит последовательно соединенные буферный каскад на транзисторе и делт тель напряжения из резистора и двух встречно включенных туннельных диодов. т5

Туннельные диоды обеспечивают повышенную чувствительность за счет уменьшения тока диодов при переключении триггера fl), Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, обусловленное использованием операционного усилителя.

Наиболее близким по технической сущ ности к изобретению является триггер

Шмитта, содержащий два транзистора, кол- лекторы которых через резисторы соединены с шиной питания, а база первого транзистора подключена ко входу триггера, и генератор тока в обцтей эмиттерной цепи. ттрн этом коллектор первого транзистора соединен с базой второго через эмиттерный повторитель (2).

Недостаток этого устройства - сравнительно низкое быстродействие. Наличие эмиттерного повторителя хотя и улучшает частотные свойства по сравнению с известными устройствами, однако не приводит к существенному повышению быстродействия, поскольку этому препятствует паразитная емкость монтажа, емкости коллектор-база первого транзистора и .эмиттерного повторителя, а также емкость относительно корпуса резистора в коллекторной цепи первого транзистора.

884087

Цель изобретения — увеличение быстродействия триггера 1 митта.

Для достижения поставленной цели в триггер Шмитта, содержащий два транзистора первого типа проводимости, коллек- 5 торы которых через соответствующие ре« зисторы соединены с шиной питания, а эмиттеры — с генератором тока, база первого транзистора подключена ко входу триггера, введены третий и четвертый транзисторы второго типа проводимости, эмиттеры которых соединены соответственно с коллекторами первого и второго транзисторов, коллекторы через соответ15 ствующие резисторы подключены к общей шине„а базы» к выходу делителя напряжения, включенцого между шиной питания и общей шинои, причем коллектор третьего транзистора подключен и базе второго, а коллектор четвертого транзистора — к выходу устройства.

На чертеже представлена принципиальная схема триггера Шмитта.

Триггер Шмитта содержит транзисторы

1-4-, коллекторы транзисторов 2 и 1 через резисторы 5 и 6 соединены с шиной питания. База первого транзистора 1 подключена ко входу триггера. K общей эмиттерной цепи транзисторов 1 и 2 подклюЗО чен генератор 7 тока. Змиттеры 3 третьего и 4 четвертого транзисторов соединены с коллекторами перво о транзистора 1 и второго транзистора 2 соответственно, а коллекторы — через резисторы 8 и 9 .подключены к общей шине. Базы этих

55 транзисторов через делитель 10 и 11 на резисторах напряжения соединены с шиной питания. Коллектор третьего транзистора 3 подключен к базе второго тран ",,0 зистора 2, а коллектор четвертого транзистора 4 соединен с выходом устройства.

Структура транзисторов 3 и 4 противоположна структуре транзисторов 1 и 2.

Если транзисторы 1 и 2 имеют структуру и — р — п, то транзисторы 3 и 4 имеют структуру р — и:- р. И наоборот, если транзисторы 1 и 2 имеют структуру р— п — р, то транзисторы 3 и 4 - структуру п — p - и. В отличие от транзисторов 1 и 2, работающих в реале отсечки, транзисторы 3 и 4 всегда находятся в активном режиме.

Устройство работает следующим образом. 55 В исходном состоянии транзистор закрыт, а транзистор. 2 открыт. Коллекторный ток транзистора 3 максимален, а транзистора 4 минимален. При воздействии на базу транзистора 1 импульса положительной полярности- он открывается, в результате чего коллекторный ток транзистора 1 увеличивается, а транзистора 3 уменьшается. Из-за уменьшения коллекторного тока транзистора 3 положительный потенциал на базе транзистора

2 и его коллекторный ток уменьшаются.

При этом ток генератора 7 тока перераспределяется. Коллекторный ток транзистора 1 увеличивается настолько, насколько он уменьшается в транзисторе 3. Положительный потенциал на коллекторе транзистора 2 и на эмиттере транзистора 4, увеличивается. Коллекторный ток через этот транзистор также увеличивается. В схеме развивается лавинообразный процесс нарастания тока в транзисторах 1 и 4 и уменьшения тока в транзисторах 2 и 3.

В результате схема переходит в другое состояние, когда транзистор 1 открыт, а . транзистор 2 закрыт. При этом коллекторный ток транзистора 3 минимален, а транзистора 4 максимален. Схема находится в этом состоянии до тех пор, пока амплитуда входного сигнала не уменьшится до порога срабатывания, после чего схема возвращается в исходное состояние.

При воздействии на вход устройства сигналов любой формы в широком диапазоне частот, на выходе триггера возникают прямоугольные импульсы с неизменной амплитудой и крутыми фронтами.

Подключение к коллекторам транзисторов 1 и 2 соответственно эмиттеров транзисторов 3 и 4 собранных по схеме с общей базой ОБ, снижает паразитную обратную связь с выходов плеч триггера на их вход на 2-3 порядка, в результате чего быстродействие триггеров значительно возрастает. Управление транзисторами

ОБ 3 и 4 производится в данном случае не с помощью напряжения, воздействующего на базу транзистора, как это имеет место в известном устройстве, а с помощью тока, поступающего в, цепь эмиттеров транзисторов 3 и 4.Токовое: управление транзисторов 3 и 4 обеспечивает высокое быстродействие триггера. Поскольку транзисторы 3 и 4 не имеют режима отсечки и постоянно находятся в активном режиме, то время перезаряда межэлектронных емкостей этих транзисторов весьма мало. Небольшая величина входного сопротивления транзисторов 3 и 4 способству884087

ВНИИ

Тира ет уменьшению постоянных времени транзисторов 1 и 2 и повышению быстродействия триггера.

Таким образом, быстродействие предлагаемого устройства превышает быстродействие известного более чем в 2 раза.

При этом устраняются, различия в уровнях постоянного напряжения входной и выходной цепи триггера. B многофункциональных устройствах это позволяет упростить стыковку триггеров между собой. Отсутствие реактивных элементов в схеме данного триггера Шмитта облегчает выполнение его в твердотельном исполнении.

Формула изобретения

Триггер Шмитта, содержащий два транзистора первого типа проводимости, коллекторы которых через соответствующие резисторы соединены с шиной питания, а эмиттеры — с генератором тока, база перФилиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул.Проектная,4 вого транзистора подключена ко входу триггера, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия в него введены третий и четвертый транзисторы второго типа проводимости, эмит теры которых соединены соответственно с коллекторами первого и второго транзисторов, коллекторы через соответствующие резисторы подключены к общей шине, а базы - к выходу делителя напряжения, включенного между шиной питания и общей шиной, причем коллектор третьего транзистора подключен к базе второго, а коллектор четвертого транзистора - к выходу устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Авторское свидетельство СССР

pro 600699, кл. Н 03 К 3/295. 1979.

2, Патент Японии М 53-14386, кл. Н 03 К 3/295, l978 (прототип).