Мультивибраторы на транзисторах

Мультивибратор на транзисторах состоит из двух транзисторных ключей, охваченных перекрестной ОС, но через. мультивибратор имеет два временно устойчивых /квазиустойчивых/ состояния. В первом: V1 открыт и насыщен, а V2 закрыт и в режиме отсечки. Во втором: V2 открыт и насыщен, а V1 закрыт и в режиме отсечки. Переход мультивибратора из одного состояния в другое происходит через определенное время, определяемое процессами перезарядки базовых емкостей. Открытое и насыщенное состояние одного из транзисторов обеспечивается подключением базы к +Е_П через R_Б1 и R_Б2.

Рис. 12.12. мультивибратор на транзисторах

Рассмотрим состояние мультивибратора, когда V1 открыт.

U_К1®0, I_К1= I_КН»E_К /R_К1

Если параметры схемы одинаковы для V1 и V2, то схема называется симметричной. Т.е.

R_К1= R_К2 = R_К

R_Б1= R_Б2 = R_Б

C_Б1= C_Б2= C_Б

Режим насыщения открытого транзистора V1 обеспечивается за счет включения R_Б1 между базой этого транзистора и +E . Отсюда: R_Б < b R_К Если задана степень насыщения S, то R_Б<b R_K/ S.

Т.е. R_Б выбирают т.о., чтобы обеспечить насыщенный режим работы. При открытом транзисторе V1 емкость C_Б2 , подключенная к К V1, заряжена в результате предыдущих процессов до напряжения близкого к E_К . Отрицательный потенциал на C_Б2 создает между Б и Э V2 отрицательное напряжение, которое при открытом транзисторе V1 будет удерживать V2 в закрытом состоянии, несмотря на то, что к базе V2 подключено напряжение смещения через R_Б2 .

В начальный момент времени U_Б2 = -E_К . С течением времени C_Б2 будет разряжаться, через открытый транзистор V1 и R_Б2 будет протекать ток перезарядки емкости. Этот ток стремится перезарядить емкость до противоположной величины. Перезаряд будет происходить по экспоненте с постоянной времени t =R_Б2C_Б2 . Отрицательное напряжение на базе V2 будет уменьшаться и в момент времени t₁ оно будет стремиться перейти через нуль. До момента t₁ напряжение на К V2 будет близко к E_К , на К V1 близко к нулю, а на базе V1 к U_БЭ насыщения. В момент времени t₁ напряжение на базе V2 перейдет из отрицательной области в положительную. Транзистор V2 начнет приоткрываться, увеличится I_К2. U_К2 начнет уменьшаться.

Рис. 12.13 Осциллограммы мультивибратора на транзисторах.

За счет ПОС V2 начнет лавинообразно открываться, а V1- закрываться. Схема переходит из первого состояния во второе.

Напряжение возрастет до значения , но это происходит не мгновенно благодаря тому, что параллельно коллектору транзистора V1 подключена емкость . Поэтому напряжение скачком возрасти не может. Оно будет возрастать по мере зарядки емкости . Зарядный ток протекает через базу транзистора V1 и создает на ней положительное напряжение, которое по мере зарядки емкости , стремиться к насыщению.

В первый момент зарядка емкости происходит с постоянной времени . После момента времени зарядка емкости идет через сопротивление , с постоянной времени .

На первом интервале времени до (транзистор V1 закрыт) напряжение емкости также было близко к .

После момента времени , когда открылся транзистор V2, начинается перезарядка емкости . При открытом транзистора V2 напряжение приложено к переходу база- эмиттер транзистора V1. Емкость стремиться перезарядиться до значения противоположной полярности , с постоянной времени .

До тех пор, пока напряжение на базе транзистора V1 остается отрицательным, транзистор закрыт и . Второй транзистор открыт.

В момент времени , когда напряжение переходит из отрицательной области в положительную, начинается процесс открывания первого транзистора. При открывании транзистора, напряжение быстро падает. Отрицательное приращение передается на базу транзистора V2. Транзистор V2 начинает закрываться с постоянной времени .

Создается положительное напряжение на базе транзистора V1, которое по времени зарядки емкости снижается до уровня. Состояние схемы будет изменяться.

На коллекторах транзисторов будем иметь последовательность импульсов, близких к прямоугольным (они имеют значительный передний фронт, длительность которого определяется постоянными времени заряда емкости).

Определим длительность импульсов:

;