Импульсные устройства. Электронные триггеры, страница 2

.                                                     (4.1)

Отсюда напряжение логической единицы приближённо ()  равно:

 .                                                    (4.2)

Степень насыщения открытого транзистора (с тем же приближением)  равна:

                                                      (4.3)

Напряжение логического нуля равно .

Соотношения (4.1-3) явно выражают влияние соотношения сопротивлений резисторов  и .  Увеличение  приближает напряжение логической единицы к уровню напряжения питания и снижает степень насыщения открытого транзистора.

Проверка приведенных соотношений (4.1-3) определяет правильное статическое состояние  триггера (рис. 4.2)  в предположенном и равноправно в противоположном состояниях.

Раздельные входы триггера используются для переключения его состояний. Общепринято называть вход, обеспечивающий установку триггера в состояние логической единицы, буквой S (англояз. Set –установить). Другой вход обозначается буквой R (Reset – сбросить).

В использованном предположении о единичном  напряжении  на коллекторе   (  действие напряжения на входе  заблокировано насыщением .  Это значит, что вход 1 ранее был использован для установки состояния  и  поэтому на рис.4.2  он обозначен буквой S. В этих условиях для переключения триггера в противоположное состояние используется подача единичного воздействия на вход 2. Тогда  переходит в насыщение и  ток базы    прекращается.    переходит в отсечку и ток через   переводит  в насыщение, завершая переключение триггера в состояние   и подтверждая действие сигнала  на входе 2. После поступления сигнала обратной связи с коллектора  на базу  сигнал R может быть выключен. Но для функциональной надёжности переключения триггера целесообразна  небольшая задержка выключения управляющего сигнала (время «зацепления»).   Это условие  будет обсуждаться в последующем.

В задачах переключения RS-триггеров обычно считается несовместимой (даже «запрещённой») одновременная подача единичных воздействий на оба управляющих входа: R=1, S=1. Фактически при таком воздействии  на обоих выходах триггера рис.4.2 будут установлены нулевые уровни, что не соответствует алгоритму работы триггера. Однако, существуют способы целесообразного использования такого состояния и возвращения к алгоритмическому управлению. Некоторые из них будут рассмотрены в дальнейшем.

В интегральном исполнении выпускаются многочисленные разновидности схем триггеров. Для простейшей схемы RS-триггера в интегральном исполнении используется условное изображение, приведенное на рис.4.3. На принципиальных электрических схемах дополнительно изображаются клеммы источника питания и обозначаются номера выводов корпуса микросхемы.

Рис. 4.3

4.4. Скорость переключения триггерных схем.

Рассмотренные статические состояния  схемы триггера рис.4.2 полностью описывается соотношениями схемотехники транзисторных ключей. Однако, процесс   переключения триггера из одного состояния в другое происходит, как отмечалось, когда оба транзистора находятся в активном состоянии и с учётом цепи обратной связи  воздействуют друг на друга.  Эта обратная связь, как отмечалось, является положительной: в активном режиме приращение  напряжения на входе   вызывает увеличение коллекторного тока  и уменьшение коллекторного напряжения  , что в свою очередь уменьшает токи  базы и коллектора  и вызывает усиленное приращение напряжение коллектора , которое через резистор  увеличивает ток   и ещё более уменьшает напряжение . В результате процессы открытия одного и закрытия другого транзисторов протекают с увеличивающейся скоростью, лавинообразно. Такой процесс переключения (опрокидывания) триггера называют регенеративным.

В  общей формуле для цепи с обратной связью (2.34)  положительная обратная связь выражается знаком коэффициента :

.                                                   (4.4)

Регенеративный процесс может развиваться,  если знаменатель в (4.4) обращается в нуль, а именно, если