Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в
быстродействующих электронных устройствах . , Известен триггер Шмитта, содержащий
операционный усилитель, инвертирующий вход которогчз 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 делитель
напряжения из резистора и двух встречно включенных туннельных диодов.
Туннельные диоды обеспечивают повышенную чувствительность за счет уменьшения
тока диодов при переключении триггера LlJ Недостатком известного устройства
является низкое быстродействие, обусловленное использованием операционного усилителя .
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является триггер
Шмитта, содержащий два транзистора, коллекторы которых резисторы соединены с шиной питания, а база
транзистора подключена ко входу триггера , и генератор тока в общей эмиттерной
цепи. При этом коллектор первого транзистора соединен с базой второго через
эмиттерный повторитель t2j. Недостаток этого устройства - сравнительно
Ешсзкое быстродействие. Наличие эмиттерного повторителя хотя и улучшает
частотные свойства по сравнению с известными устройствами, однако не приводит
к существенному повышению быстродействия , поскольку этчэму препятствует
паразитная QviKocTb монтажа, емкости коллектор-база первого транзистора и
эмиттерного повторителя, а также емкость относительно корпуса резистора в коллекторной
цепи первого транзистора. 38
Цель изобретения - увеличение быстро действия триггера Шмитта. Для достижения поставленной цели в
триггер Шмитта, содержащий два транзистора первого типа проводимости, коллекторы
которых через соответствующие резисторы соединены с шиной питания, а эмиттеры - с генератором гока, база
первого транзистора подключена ко входу триггера, введены третий и четвертый
транзисторы второго типа проводимости, эмиттеры которых соединены соответстве
но с коллекторами первого и второго транзисторов, коллекторы через соответствующие
резисторы подключены к ойщей шине, а базы к выходу делителя напряжения
, включенного между шиной питания и об щей шиной, причем коллектор третьего
транзистора подключен к базе второго, а коллектор четвертого транзистора - к выходу устройства.
На чергехсе представлена принципиальная схема триггера Шмитта. Триггер и1митта содержит транзисторы
1-4, коллекторы транаисгоров 2 и 1 через резисторы 5 и б соединены с шиной
питания. База первого транзистора I под ключена ко входу триггера. К общей эмит
терной цепи транзисторов 1 и 2 подключен , генератор 7 тока. Эмиттеры 3 треть
его и 4 четвертого транзисторов соедине ны с коллекторами первого транзистора 1
и второго транзистора 2 соответственно, а коллекторы - через резисторы 8 и 9
-подключены к общей шине. Базы этих транзисторов через делитель 10 и 11
на резисторах напряхоння соединены с шиной питания. Коллектор третьего транзистора
3 подключен к базе второго тран зистора 2, а коллектор четвертого транзистора
4 соединен с выходом устройства Структура транзисторов 3-й 4 противо
положна cTpyiiType транзисторов 1 и 2. Если транзисторы 1 и 2 тлеют структуру
п - р - п, то транзисторы 3 к 4 имеют структуру р - п - р.. И наоборот, если
транзисторы 1 и 2 1-1меюг структуру р п - р, то транзисторы 3 и 4 - структуру
п - р - п. В отличие от транзисторов 1 и 2, работающих в реясиме отсечки, транзисторы
3 и 4 всегда находятся в ai THBном режиме. Устройство работает следующим образом
. В исходном состоянии транзистор 1 закрыт, а транзистор 2 открыт. Коллекторный
ток транзистора 3 максимален. 7
а транзистора 4 мтийлален. При воздействии на базу транзистора 1 импульса
положительной полярности- он открывается , в результате чего коллекторный ток
транзистора I 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. Поло-жительный потенциал на коллекторе транзистора
2 и на эмиттере транзистора 4, увеличивается. Коллекторный ток через
этот транзистор также увеличивается. В схемэ 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. I
Подключение к коллекторам транзисторов I 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, го время перезаряда межэлект-
ронных ёмкостей этих транзисторов весьма мало. Небольшая величина входного сопротивления
транзисторов 3 и 4 способству-
ет уменьшению постоянных времени гранзисгоров 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. В 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 первого транзистора подключена ко входу триггера, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия
в него введены третий и трен-
зисторы второго типа проводимости, эмит«теры
которых соединены соотвегсгвеано с коллекторами первого и второго транзисторов
, коллекторы через соотвегсгвуюшие резисторы подключены к общей щвве,
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.
Источ шки информация,
принятые во внимание при экспертизе. I. Авторское свидетельство СССР
№ 600699, кл. Н 03 К 3/295. 1979.
2. Патент Японш N 53-14386,
кл. Н ОЗ К 3/295, 1978 (прототип).
-otf
