Троичный мостовой триггер богдановича

 

Изобретение относится к импульсной технике, в частности, к устройствам с время устойчивыми состояниями. Цель изобретения - повышение надежности в работе и КПД триггера, достигается введением в него четырех транзисторов 23 и 24 первого типа проводимости и 25 и 26 второго типа прово/S димости, а также четырех резисторов. На чертеже показаны транзисторы 1-6 первого типа и 18 и 19 второго типа проводимости; резисторы 7-12, 21 и 22, 27 и 29, 31 и 34; входы 13-15; выходы 16, 17; шина питания 20; дийды 28 и 30; нагрузка 35. Повышение КПД достигается за счет того, что насьпцение открытых диагональных транзисторов во втором и третьем состоянии триггера обеспечивается за счет одного и того же тока, проходящего через резистор 27 или 29, и за счет того, что в установившемся режиме базовые токи транзисторов могут с быть сведены к минимуму. Принципиальсл ная схема триггера по п.З формулы изобретения приводится в описании изобретения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. f (if/ g ьо 05 ел со О5 со - V ix Fm

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

С01!ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (SO 4 Н 03 К 3/29

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Вг

1 ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3791523/24-21 (22) 15.09.84 (46) 23.10.86. Бюл. М .39 (72) М.И.Богданович (53) 621 374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1084976, кл. Н 03 К 3/29, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1238206, кл. Н 03 K 3/29, 1984. (54) ТРОИЧНЫЙ МОСТОВОЙ ТРИГГЕР БОГДАНОВИЧА (57) Изобретение относится к импульсной технике, в частности, к устройствам с время устойчивыми состояниями.

Цель изобретения — повьппение надежности в работе и КПД триггера, достигается введением в него четырех транзисторов 23 и 24 первого типа проводимости и 25 и 26 второго типа провоÄÄSUÄÄ 1265969 A 1 димости, а также четырех резисторов.

На чертеже показаны транзисторы 1-6 первого типа и 18 и 19 второго типа проводимости; резисторы 7-12, 21 и

22, 27 и 29, 31 и 34; входы 13-15; выходы 16, 17; шина питания 20; диоды 28 и 30; нагрузка 35. Повьппение

КПД достигается за счет того, что насыщение открытых диагональных" транзисторов во втором и третьем состоянии триггера обеспечивается эа счет одного и того же тока, проходящего через резистор 27 или 29, и за счет того, что в установившемся режиме базовые токи транзисторов могут быть сведены к минимуму. Принципиальная схема триггера по п.3 формулы изобретения приводится в описании изобретения. 2 э.п. ф-лы, 2 ил.

1265969

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к устройствам с тремя устойчивыми состояниями.

Цель изобретения — увеличение надежности работы и КЛД триггера. 5

На фиг.l представлена принципиальная электрическая схема троичного мостового триггера; на фиг.2 — то же триггера, сдержащего дополнительные элементы. 1О

Троичный мостовой триггер (фиг. 1) содержит шесть транзисторов 1-6 первого типа проводимости. Эмиттеры транзисторов 1,2,5,6 соединены с общей шиной, которая через первый, вто- 15 рой, третий и четвертый резисторы

7-10 соединена с базами транзисторов

l-4, базы транзисторов 5 и 6 через пятый и шестой резисторы 11 и 12 соединены с первым входом 13, базы тран- 20 зисторов 3 и 4 соединены со вторым и третьим входами 14 и 15, коллекторы ,транзисторов 1 и 2 соединены с первым и вторым выходами 16 и 17 и соответственно с коллекторами седьмого и восьмого транзисторов 18 и 19 второго типа проводимости, эмиттеры которых подключены к шине 20 питания и через седьмой и восьмой резисторы 21 и 22 — к их базам, коллекторы и базы N девятого и десятого транзисторов 23 и 24 первого типа проводимости соединены соответственно с базами и коллекторами транзисторов 18 и 19, коллекторы и базы одиннадцатого и две- 35 надцатого транзисторов 25 и 26 второго типа проводимости подключены соответственно к базам и коллекторам транзисторов 1 и 2, эмиттеры транзисторов 23 и 24 соединены через после- 4О довательно соединенные девятый резистор 27 и первый диод 28 и через последовательно соединенные десятый резистор 29 и второй диод 30 соответственно с эмиттерами транзисторов 26 и 45

25, коллекторы которых соединены с эмиттерами транзисторов 4 и 3, а коллекторы последних соответственно через одиннадцатый и .двенадцатый резисторы 31 и 32 подключены к базам тран- 5р эисторов 18 и 19, базы транзисторов

5 и 6 через тринадцатый и четырнадцатый резисторы 33 и 34 соединены с общей шиной, а между выходами 16 и 17 включена нагрузка 35.

Троичный мостовой триггер {фиг. 2) содержит дополнительно пятнадцатый, шестнадцатый, семнадцатый и восемнадцатый резисторы 36-39, первый и второй дополнительные диоды 40 н 41 и первый и второй стабилитроны 42 и 43, при этом вход 14 соединен с базой транзистора 3 через последовательно включенные резистор 36 и стабилитрон 42, а через последовательно соединенные резистор 36 и диод 40 — с эмиттером транзистора 26, вход 15 соединен с базой транзистора 4 через последовательно включенные резистор

37 и стабилитрон 43 и через последовательно соединенные резистор 37 и диод 41 — с эмиттером транзистора 25, входы 14 и 15 через резисторы 38 и

39 соединены с базами транзисторов, 6и5.

Троичный мостовой триггер (фиг, 1) работает следующим образом.

При включении напряжения питания и низких потенциалах на входах триг гер устанавливается в первое устой„чивое состояние, при котором все транзисторы закрыты, на выходах 16 и 17 одинаковые потенциалы, примерно равные половине напряжения питания, ток в нагрузке 35 отсутствует. Это состояние устойчиво, потому что потенциалы на выходах 16 и 17 одинаковы (падение напряжения на нагрузке за счет некоторой разницы обратных токов коллекторов транзисторов 1,2, 18 н 19 незначительно), а для открывания эмнттерных переходов транзисторов 23 и 26, 24 и 25 необходимо напряжение порядка 1,4-1,7 В, а с учетом включенных диодов 30 и 28 эта величина достигает 2,1-2,9 В. В этом состоянии триггер практически не потребляет энергии.

Если на вход 14 поступает положи. тельный импульс, открывается транзистор 3, ток эмиттера которого открывает транзистор l, а ток коллектора, ограниченный резистором 32, открывает транзистор 19. Потенциал на выходе 16 уменьшается до нуля, а потенциал на выходе 17 возрастает до напряжения питания, что приводит к возникновению тока в нагрузке 35, смещению эмиттерных переходов транзисторов 24 и 25 и диода 30 в прямом направлении и возникновению тока эмит геров транзисторов 24 и 25, величина которого ограничивается резистором

29. Это приведет к открыванию транзисторов 24 и 25, токи коллекторов которых будут удерживать транзисторы

l?6

1 и 19 в насъпценном состоянии после окончания импульса на входе 14 и закрывания транзистора Э. Таким образом, триггер будет переключен во второе устойчивое состояние, при котором транзисторы 1,25,24 и 19 открыты, а остальные закрыты, на выходе 16 низкий, а на въгходе 17 высокий потенциал, в нагрузке 35 протекает ток в направлении от выхода 17 к выходу 16.!О

Если мостовой троичный триггер находится в первом устойчивом состоянии и на вход 15 поступает положительный импульс, то аналогичным о6раэом устройство будет переключено в третье устойчивое состояние, при котором транзисторы 23,18,2 и 26 открыты, а остальные закрыты, на выходе 16 высокий, а на выходе 17 низкий потенциалы, в нагрузке протекает ток 2р в направлении от выхода 16 к выходу 17.

Во время действия импульса на входе 14 (15) базовые токи транзисторов ! и 19 (2 и 18) равны сумме токов, .25 протекающих через транзисторы 25 и

24 (23 и 26) и через транзистор 3 (или 4), что способствует переключению триггера при нагрузках с пусковыми токами (двигатели постоянного то- ЗО ка, лампы накаливания и т.п.) и позволяет достичь более высокого КПД в режиме (длительность входных импульсов на входах 14 и 15 должна быть большей, чем длительность переходного процесса пускового тока в нагрузке).

Если триггер находится во втором устойчивом состоянии и на вход 13 поступает положительный импульс, то 40 открываются и входят в насъпцение транзисторы 5 и 6, ток коллектора транзистора 5 шунтирует базовый ток транзистора 1 и последний закрывается. Потенциал на выходе 16 увеличи- 45 вается, что приводит к уменьшению тока в нагрузке 35, и через резистор

29, следовательно, уменьшаются токи транзисторов 25 и 24, что приводит к их закрыванию и выключению транзисто-5О ра 19, т.е. переключению триггера в первое устойчивое состояние. После окончания импульса на входе 13 транзисторы 5 и 6 закроются.

Если мостовой троичный триггер на-у ходится в третьем устойчивом состоянии и на вход !3 поступает положительный импульс, то аналогичным обра5969 ф зом триггер будет переключен в первое устойчивое состояние.

Переключение триггера из второго устойчивого состояния в третье или из третьего во второе сопровождается сквозными токами через транзисторы и 18, 2 и 19. Поэтому этот триггер следует переключать иэ второго состояния в первое, а затем в третье; или в обратной последовательности.

Предлагаемый мостовой троичнъN триггер более экономичен, так как во втором и третьем устойчивых состояниях удержание диагональнъ х транзисторов 1 и 19 (2 и 18) в насъпценном состоянии осуществляется одним и тем же током, проходящим через резистор 29 (27).

Мостовой троичный триггер надежно работает в широком диапазоне напряжений питания, так как не содержит стабилитронов в цепях обратных связей, Триггер более экономичен и при работе на нагрузку, имеющую пусковые токи, так как величина базовых токов выходных транзисторов во время действия входных импульсов имеет повьппенную величину по сравнению с установившимся значением базовых токов (когда входные импульсы не действуют на входы 14 и 15), что позволяет выбирать более экономичную величину базовых токов в установившемся режиме, Троичный мостовой триггер (фиг.2) содержащий дополнительные элементы, работает следующим образом.

При включении напряжения питания и низких потенциалах на входах 13-15 троичный мостовой триггер устанавливается в первое устойчивое состояние, при котором все транзисторы триггера закрыты, на выходах 16 и 17 одинаковые потенциалы, в нагрузке 35 отсутствует ток. В этом состоянии триггер практически не потребляет энергии.

Если на вход 15 поступает положительный импульс, амплитуда которого должна значительно превышать напряжение пробоя стабилитрона 43 (транзисторы 25 и 1 закрыты и ток через диод

4l протекать не может), то пробивается стабилитрон 43 и возникает ток базы транзистора 4, который открывается. Одновременно током через резистор 39 открывается транзистор 5. Ток эмиттера транзистора 4 открывает транзистор 3, а ток коллектора транзистора 4, который ограничивается ре5 12659

Троичный триггер переключится во вто- 15

20 открыт и токи (без "силовых" транзисторов 2 и 18) состоят из двух состав-25

30 дут удерживаться в насыщенном состоя-4> зистором 31, открывает транзистор 18.

Это приводит к увеличению потенциала на выходе 16, уменьшению потенциала на выходе 17 и смещению эмиттерных переходов транзисторов 23 и 26, а также диода 28 в прямом направлении, а эмиттерных переходов транзисторов

24 и 25 и диода 30 — в обратном направлении. Возникает ток через эмиттеры транзисторов 23 и 26, резистор

27 и диод 28, который открывает транзисторы 23 и 26, токи коллекторов которых протекают через базы транзисторов 2 и 19 еще больше их открывая. рое устойчивое состояние, при котором транзисторы 21, 26, 23 и 18 открыты, на выходе 16 высокий потенциап а на выходе 17 — низкий, через нагрузку 35 протекает ток в направлении от выхода 16 к выходу 17.

Пока на входе 15 присутствует положительный импульс, транзистор 4 ляющих: токов коллекторов транзисторов 23 и 26, величина которых определяется величиной резистора 27, и токов коллектора и эмиттера транзистора 4, величина которых определяется величиной ограничивающего резистора 31. Поэтому в момент возникновеиия тока нагрузки 35, когда он имеет повышенное (пусковое) значение, токи баэ "силовых"(выходных) транзисторов также имеют повьппенное значение. После окончания переходного процесса в нагрузке 35 ток ее уменьшится (т.е. снизится до номинального), импульс во входе 15 должен окончиться (т.е. длительность входного импульса должна быть равна длительности переходного процесса в нагрузке), транзистор

4 закроется, а транзистор 2 и 18 бунии за счет токов коллекторов транзисторов 26 и 23, которые определяются величиной резистора 27.

10

69 Ь в найравлении от выхода 17 к выходу 16.

Если во втором устойчивом состоя,нии на вход 14 поступает положительный импульс, то возникает ток через резистор 38, что приводит к открыванию транзистора 6, а ток через стабилитрон 42 возникнуть пока на может, так как он шунтируется через диод 40 и открытые транзисторы 26 и 2. Открывание и насьпцение транзистора 6 приводит к тому, что ток базы транзистора 2 шунтируется насьпценным транзистором 6 (падение напряжения на участке коллектор — эмиттер насьпценного транзистора 6 значительно меньше, чем падение напряжения на участке база - эмиттер насьпценного транзистора 2). Транзистор 2 выйдет из насьпцения и начнет закрываться, потенциал на выходе 17 будет возрасТать, что приведет к возрастанию потенциала на базе транзистора 26 и закрыванию последнего, а следовательно, к уменьшению токов эмиттера и коллектора транзистора 23, что, в свою очередь, приведет к выходу из насыщения и закрыванию транзисторов

18 и 23 и уменьшению потенциала на выходе 16.

Когда напряжение на эмиттере транзистора 26 превысит напряжение пробоя стабилитрона 42 (т.е. диод 40 и закрытые транзисторы 26 и 2 не будут шунтировать ток стабилитрона 42), последний пробивается, возникает ток базы транзистора 3, и последний открывается. Ток эмиттера транзистора

3 открывает транзистор 1, а ток его коллектора открывает транзистор 19.

Это приводит к еще большему уменьшению потенциала на выходе 16 и увеличению потенциала на выходе 17, а следовательно, эапиранию эмиттерных переходов транзисторов 23 и 26 и диода

30. Транзисторы 24 и 25 откроются, и токи их коллекторов увеличат токи баз транзисторов 19 и 1.

Аналогичным образом, в силу симметрии устройства, если в первом устойчивом состоянии на вход 14 поступает положительный импульс, то триггер будет переключен в третье устой50 чивое состояние, при котором транзис-Ы торы 1,19,24 и 25 открыты, на выходе.

16 — высокий, а на выходе 17 — низкий потенциалы, ток в нагрузке протекает

Пока на входе 14 присутствует положительный импульс, токи баз транзисторов 1 и 19 определяются двумя составляющими: токами эмиттера и коллектора транзистора 3 и токами коллекторов транзисторов 25 и 24 и имеют повышенное значение, что способствует насыщению транзисторов l и 19 во время переходных процессов в нагрузке

35 (т.е. коммутационных или пусковых

1265 токов повьппенного значения) . После . окончания переходных процессов в нагрузке положительный импульс на входе

14 заканчивается и транзистор 3 закрывается. Токи баз транзисторов 1 и

19 в это время определяются только током коллекторов транзисторов 25 и

24, которые, в свою очередь, определяются величиной резистора 29 и напряжением питания. Таким образом триг- lp

rep из второго устойчивого состояния переключится в третье.

Аналогичным образом, в силу симметрии устройства, триггер может быть переключен из третьего устойчивого состояния во второе подачей положительного импульса на вход 15.

Переключение из второго устойчивого состояния в третье или наоборот происходит беэ сквозных токов через gp транзисторы 1 и 18 (или 2 и 19), потому что в процессе переключения в начале закрываются открытые транзисторы, а только потом открываются закрытые транзисторы благодаря блокиров-25 ке (стабилитроны 42 и 43 и диоды 41 и 40).

Если триггер находится во втором или третьем состоянии и на вход 13 поступает положительный импульс, то открываются .и входят в насыщение транзисторы 5 и 6, открытый транзистор 2 или 1 закрывается, что приводит к выравниванию потенциалов на выходах 16 и 17, закрыванию остальных открытых транзисторов и переключению триггера в первое устойчивое состояние.

В установившемся режиме (т.е., когда на входах нулевые потенциалы и триггер находится во втором или третьем устойчивых состояниях) при коротких замыканиях в нагрузке (или значительном превышении тока нагрузки) происходит выравнивание потенциалов на выходах 16 и 17, что приводит к переключению триггера в первое устойчивое состояние, при котором все транзисторы закрыты и ток нагрузки отсутствует, т.е. токи через транзисторы прекращаются, чем обеспечивается защита транзисторов от пробоя.

Повышение КГЩ в предлагаемом троичном мостовом триггере достигается эа счет того, что насыщение открытых э5 диагональных" транзисторов во втором или третьем состоянии осуществляется эа счет одного и того же тока, 969 8 проходящего через резистор 27 или 29., Кроме этого, во время пусковых токов (переходных процессов) нагрузки эа счет подачи на входы 14 и 15 импульсов, длительность которых равна или превьппает время переходных процессов, а на базы выходных транзисторов втекает дополнительный ток (через транзистор 3 или 4), в установившемся режиме базовые токи могут быть сведены к минимуму, что также повьппает КПД устройства.,Формула изобретения

I. Троичный мостовой триггер, содержащий девять резисторов, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой транзисторы первого типа проводимости, эмиттеры первого, второго, пятого и шестого транзисторов соединены с общей шиной, которая соответственно через первый, второй,.третий и четвертый резисторы соединена с базами первого, второго, третьего и четвертого транзисторов, базы пятого и шестого транзисторов соответственно через пятый и шестой резисторы соединены с первым входом, базы третьего и четвертого транзисторов соответственно соединены с вторым и третьим входами, коллекторы первого и второго транзисторов подключены соответственно к первому и второму выходам и соответственно — к коллекторам седьмого и восьмого транзисторов второго типа проводимости, эмиттеры которых подключены к шине питания и соответственно через седьмой и восьмой резисторы — к базам седьмого и восьмого транзисторов, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения надежности работы и КПД, в него введены четыре резистора, девятый и десятый транзисторы первого типа проводимости, одиннадцатый и двенадцатый транзисторы второго типа проводимости, при этом базы и коллекторы девятого, десятого, одиннадцатого и двенадцатого транзисторов соединены соответственно с коллекторами и базами седьмого, восьмого, первого и второго транзисторов, эмиттеры девятого и десятого транзисторов соединены соответственно через девятый и десятый резисторы с эмиттерами двенадцатого и одиннадцатого транзисторов, коллекторы девятого и десятого транзисторов соответственйо через одиннадцатый и

5969

4Ьг.2

Составитель А,Янов

Редактор Н.Егорова Техред М.Ходанич Корректор Т Ко<6

Заказ 5680/56

Тираж 816 Подписное

BHHHJlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,-Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 126 двенадцатый резисторы соединены с коллекторами четвертого и третьего транзисторов, эмиттеры которых подключены соответственно к базам второго и первого транзисторов, базы пятого и шестого транзисторов подключены соответственно через тринадцатый и четырнадцатый резисторы к общей шине.

2. Триггер по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности в работе, последовательно с девятым и десятым резисторами включены первый и второй диоды.

3. Триггер по пп.1 и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью

1 увеличения надежности работы и КТЩ, в него введены четыре резистора, два

10 дополнительных диода и два стабилитрона, при этом между вторым входом и базой третьего транзистора последовательно включены пятнадцатый резистор и первый стабилитрон, точка соединения которых через первый дополнительный диод подключена к эмиттеру двенадцатого транзистора, между третьим входом и базой четвертого тран1П зистора последовательно включены шестнадцатый резистор и второй стабилитрон, точка соединения которых через второй дополнительный диод подключена к эмиттеру одиннадцатого

15 транзистора, второй и третий входы через семнадцатый и восемнадцатый резисторы соединены соответственно с базами шестого и пятого транзисторов.