Мультивибратор

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублнк о оси,А, и е

<п1743171

ИЗОБРЕТ ЕИЯ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 290378 (21) 2596022/28-21 (51)М. Кл.2 с присоединением заявки ¹â€”

Н 03 К 3/281

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 25,06 80. Бюллетень ¹ 23 (53j УД1(621. 374. .611 (088.8) Дата опубликования описания 2506,80 (72) Автор изобретения

В. И. Осадчий (71) Заявитель

Особое конструкторское бюро Института космических исследований AH СССР (54) ИУЛЬТИВИБРА ОР

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве формирователя прямоугольных импульсов.

Известны мультивибраторы с малым потреблением мощности, выполненные на четырех попарно соединенных коллекторами транзисторах разного типа проводимости (1) и (2), !О

Недостатком таки х мульти ви браторов с регулируемой частотой является большая температурная нестабильность частоты. Объясняется это тем, что . 15 времязадающие резисторы одновременно обеспечивают напряжение смещения на базах открытых транзисторов и при увеличении сопротивления этих резисторов транзисторы могут выходить иэ 20 режима насыдения, в результате чего увеличивается температурная нестабильность .частоты мультивибратора, поскольку сопровтиления переходов коллектор-эмиттер открытых транзисто- 25 ров являются элементами времязадающих цепей мультивибратора. Вследствие этого подобные мультивибраторы имеют ограниченный диапазон регулировки частоты. 30

Кроме этого, температурная нестабильность обусловлена еще тем, что заряд времязадающих конденсаторов осуществляется через базовые цепи открытых транзисторов, что создает дополнительный источник смещения этих транзисторов, приводящий к непостоянству их базовых токов и напряжения насыщения.

Цель изобретения — увеличение стабильности частоты.

Для достижения укаэанной цели в мультивибратор, содержащий два ключа, каждый из которых состоит из двух транзисторов разного типа проводимости, коллекторы которых объединены, змиттер одного подключен к шине питания, а его база через резистор смещения — к общей шине, эмиттер другого— подключен к общей шине, а его база через резистор смещения — к шине питания, транзисторы одного типа проводимости, принадлежащие разным ключам соединены емкостными и резистивно-ем« костными коллекторно-базовыми связями, введены в коллекторно-базовые связи первый и второй диоды, подключенные К базе каждого транзистора первого ключа в направлении, противоположном переходу эмиттер-база транзистора, 743171 а точки соединения первого и второго диодов с соответствующими конденсаторами коллекторно-базовых связей соединены через времязадающий резистор, и третий и четвертый диоды, включенные последовательно с резисторами смещения второго ключа в том же направлении, что и первый и второй диоды.

В указанном мультивибраторе, с ,целью обеспечения возможности подстройки скважности импульсов, последовательно с каждым диодом, соединяющим времяэадающие конденсаторы с эмиттерами транзисторов, включены реэ исторы., 15

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлага; емого мультивибратора.

Минусовая шина питания соединена с эмиттерами транзисторов 1 и 2 типа К) п-р-п, с резистором 3 смещения в цепи базы транзистора 4 и через резистор 5 подстройки скважности и последовательно соединенный с ним в прямом направлении диод 6 — с точ- 2 кой соединения общего времязадающего резистора 7, времязадающего конденсатора 8.и диода 9, подключенного в обратном направлении к базе транзистора 1. Плюсовая шина питания соединена с эмиттерами транзисторов 4 и 10 типа р-п-р, с резистором 11 смещения в цепи базы транзистора 1 и через резистор 12 подстройки скважности и последовательно соединенный с HHM B прямом йаправлении диод 13— с другой точкой соединения общего времязадающего резистора 7, времязадающего конденсатора 14 и диода 15, подключенного в обратном направлении к базе транзистора 4. Точка 40 соединения коллекторов транзисторов

1 и 4 соединена через резистор 16 смещения, шунтированный ускоряющим конденсатором 17, с базой транзистора 2 и через резистор 18 смещения, шунтированный ускоряющим конденсатором 19 — с базой транзистора 10.

Точка соединения коллекторов транзисторов 2 и 10 соединена с время задающими конденсаторами 8 и 14.

Мультивибратор работает следую,щим образом.

Предположим, что после подключения источника питания паступает режим, при котором оба транзистора

1 4 находятся в активном режиме.

В этот момент последовательно соединенные времяэадающие конденсаторы

8 и 14 заряжаются от источника питания по цепи: резистор 12, диод 13 конденсатор 8, диод б и резистор 5. ф0

Один из транзисторов, например транзистор 1, открывается быстрее (вследствие неравномерности диффузии основных носителей из эмиттера, в базу), что.вызывает резкое уменьшение напря- 65 жения на его коллекторе. Этот скачок напряжения через ускоряющие конденсаторы 17 и 19 мгновенно прикладывается к базам транзисторов 2 и 10, что вызывает отпирание транзистора

10 и запирание транзистора 2. Так как транзистор 10 открылся, то " напряжение заряда конценсатора 14 положительной пол яркостью через диод

15 прикладывается к базе транзистора

4 и приводит к уменьшению тока его коллектора, т.е. его эапиранию. При этом транзистор 1 еще более открывается эа счет положительного напряжения смещения, подаваемого через резистор 11.

Этот скачок напряжения вновь прикладывается через ускоряющие конденсаторы 17 и 19 к базам транзисторов 2 и 10 и все транзисторы лавинообразно переходят в состояние, при котором транзисторы 1 и 10 открыты, а транзисторы 2 и 4 закрыты.

Таким образом, транзистор 1 находится в открытом состоянии за счет положительного напряжения смещения, подаваемого на базу этого транзистора через резистор 11, при этом диод

9 закрыт, так как по отношению к напряжению питания он включен в обратном направлении. Соответственно, транзистор 10 так же открыт за счет отрицательного напряжения, подаваемого на его базу через резистор 18 и открытый транзистор 1, а транзистор 2 закрыт, так как его база соединена с эмиттером через резистор

16 и открытый транзистор 1. Транзистор 4 находится . в закрытом состоянии за счет положительного напряжения, подаваемого на его базу через открытый диод 15 с времязадающего конденсатора 14, при этом диод 13 закрыт положительным напряжением на конденсаторе 14.

В таком состоянии мультивибратора времяэадающий конденсатор 8 быстро заряжается до напряжения питания по цепи: открытый транзистор

10, конденсатор 8, диод б и резистор 5, минуя базовую цепь транзистора 1, так как диод 9 закрыт. Времяэадающий конденсатор 14 медленно раэряжаетсяо по двум цепям: открытый транзистор 10, конденсатор 14, времязадающий резистор 7, диод 6, резистор 5 и открытый транзистор 10, конденсатор 14, диод 15, резистор 3, При разряде конденсатора 14 до напряжения эапирания диода 15 (порядка

0,7 В) транзистор 2 начинает открываться, так как на базу этого транзистора подается отрицательное напряжение смещения через резистор 3. В результате транзистор 1 выходит иэ режима насыщения (напряжение на его коллекторе увеличивается) . Объясняется это тем, что ток коллектора любого насыщенного транзистора ограничи743171 вается током его базы, т.е. резистором смещения. Если уменьшить сопротивление нагрузки в цепи коллектора транзистора, то он выходит из режима насыщения, работая в режиме ограничения тока нагрузки, т.е. в режиме стабилизатора тока. Увеличение напряжения на коллекторе транзистора 1 через ускоряющие конденсаторы 17 и

19 и резисторы 16 и 18 прикладывается к базам транзисторов 2 и 10, вызы- 10 вая отпирание транзистора 2 и эапирание транзистора 10. Так как транзистор 2 открылся, то напряжение заряда конденсатора 8 отрицательной полярностью прикладывается через диод 9 к базе транзистора 1 и приводит к

15 его запиранию. Мультивибратор лавинообразно переходит в состояние, при котором транзисторы 2 и 4 открыты, а транзисторы 1 и 10 закрыты. В этот момент времяэадающий конденсатор 14 20 быстро заряжается до напряжения питания по цепи: резистор 12, диод 13, конденсатор 14, открытый транзистор 2.

Времязадающий конденсатор 8 медленно разряжается по двум цепям: резистор 25

12, диод 13, времяэадающий резистор

7, конденсатор 8, открытый транзистор

2 и резистор 11, диод 9, конденсатор

8, открытый транзистор 2.

При разряде конденсатора 8 до 30 напряжения запирания диода 9 (порядка

0,7 В) транзистор 1 начинает открываться, так как на базу этого транзистора подается положительное напряжение смещения через резистор 11 . В результате транзистор 4 выходит иэ режима насыщения и напряжение на его коллекторе увеличивается. Этот скачок напряжения через ускоряющие конденсаторы 17 и 19 и резисторы 16 и

18 мгновенно прикладывается к базам транзисторов 2 и 10, вызывая отпирание транзистора 10 и запирание .тран зистора 2 ° Так как транзистор 10 открылся, то напряжение заряда конденсатора 14 положительной полярностью прикладывается через диод

15 к базе транзистора 4 и приводит к его запиранию . Мультивибратор лавинообразно переходит в исходное состояние, при котором транзисторы

1 и 10.открыты, а транзисторы 2 и 4 закрыты. Затем весь процесс повторяется.

Таким образом, времязадающий резистор 7 являетс общим в цепях раэря- 55 да конденсаторов 8 и 14 и поэтому, если изменять величину резистора ?, меняется частота автоколебаний мультивибратора при сохранении постоянной скважности импульсов. Резистор

5 находится в цепи разряда только конденсатора 14, а резистор 12 — только конденсатора 8. Поэтому с помощью этих резисторов можно подстраивать скважность импульсов мультивибратора.

Как видно из схемы, величины всех резисторов (3, 11, 16 и 18) в цепях смещения транзисторов не зависят от величины времязадающих резисторов (5,7 и 12), Поэтому частоту мультивибратора можно изменять в очень широких пределах, не нарушая режима работы транзисторов и не уменьшая соответственно стабильность частоты.

Формула изобретения

1. Мультивибратор, содержащий два .ключа, каждый иэ которых состоит из двух транзисторов разного типа проводимости, коллекторы которых объединены, эмиттер одного подключен к шине питания, а его база через резистор смещения — к общей шине, эмиттер другого подключен к общей шине, а его база через резистор смещения к шине питания, транзисторы одного типа проводимости, принадлежащие разным. ключам, соединены емкостными и резистивно-емкостными коллекторнобазовыми связями, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения стабильности частоты, в коллекторнобазовые связи введены первый и второй диоды, подключенные к базе каждого транзистора первого ключа в направлении, противоположном переходу эмиттер-база транзистора, а точки соединения первого и второго диодов с соответствующими конденсаторами коллекторно-базовых связей соединены через времяэадающий резистор, и третий и четвертый диоды, включенные последовательно с резисторами смещения второго ключа в том же направлении, что и первый и второй диоды.

2 ° Мультивибратор по nil, о т л ич а ю шийся тем, что, с цечью обеспечения воэможности подстройки скважности импульсов, последовательно с каждым диодом, соединяющим времяэадающие конденсаторы с эмиттерами транзисторов, включены резисторы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 93767944,кл.307-288, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

9399050, кл ° H 03 К 3/281, 11.08.74.

743171

Редактор В. Зарванская

Составители В.Бугров

Техред 0. Легеза Корректор М.Вигула

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул„ Проектная, 4

Заказ 3630/19 Тираж 995 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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