Релаксационный генератор прямоугольных импульсов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ili752759

4 ,//-. (6l ) Дополнительное к авт. с вид-ву (22) Заивлено19.07.78 (2l ) 2645969/18-2 (51) М. Кл.

Н 03 К 3/335 с присоединением заявки М

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет

Ilo делам изооретений и открытий

Опубликовано 30.07 80. Бюллетень Л 28

Дата опубликования описании 02 08.80 (72) Автор изобретения

С. И. Зиенко

Смоленский филиал Московского ордена Ленина энергетического института (71) Заявитель (54) РЕЛАКСАЦИОННЫЙ ГЕНЕРАТОР

ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ

2 плавно и устройство достаточно сложно.

Цель изобретения — уменьшение длительности фронта генерируемых импульсов, обеспечение плавной электрической регулировки и упрощение.

Для достижения указанной цели в релаксационном генераторе прямоугольных импульсов, содержащем шину управляющего напряжения, релаксатор на лавинном транзисторе с разрядным резистором в цепи эмиттера, накопительным конденсатором, диодом:и зарядным ре-> зистором в цепи коллектора, транзисторный ключ, включенный по схеме с общим эмиттером, выход которого подключен к общей точке зарядного резистора и диода, а вход — через конденсатор к эмиг теру лавинного транзистора, шина источника управляющего напряжения через разделительный диод в,обратном направлении подсоединена к базе лавинного транзистора, между коллекторо м и э миттером которого включен конденсатор.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве генератора тактовых импульсов в цифровой измерительной технике для запуска мощных транзисторов и тиристоров в преобразовательной технике, перемагни5 чивания тонких магйитньтх пленок и в других областях науки и техники.

Известен релаксационный генератор прямоугольных импульсов, содержащий

10 шину управляющего напряжения, релаксатор на лавинном транзисторе с разрядным резистором в цепи эмиттера, накопительным конденсатором, диодом и зарядным резистором в цепи коллектора, тран15 зисторный ключ, включенный по схеме с общим эмиттером, выход которого подключен к общей точке зарядного резистора и диода, а вход — через конденсатор к эмиттеру лавинного транзистораЯ, Этот, генератор имеет недостаточно малые длительности фронта импульсов, длительность импульсов не регулируется (53) УДК 621.373.41 . (088.8) 25

3 7527

В формирователе импульсов малое время нарастания достигается лавинным транзистором, обеспечивающим прохождение тока в,нагрузке, пока не вхлюнится обычный транзистор. Длительность им5 пульса определяется зарядом хонденсатора, включенного в цепь эмиттера лавинного транзистора, до напряжения управления, при котором лавинный транзистор выключается, При этом управляющее наппяжение отпираюшей полярности подается на базу лавинного транзистора через диод в обратном направлении. Благодаря этому при достижении на конденсаторе управляющего напряжения происходит 15 самовыключение лавинного транзистора.

Устойчивоеть последнего поддерживается дополнительным конденсатором, включенным между коллектором и эмиттером лавинного транзистора. Прекращение отпираюшего тока в цепи базы обычного транзистора .происходит независимо от величины тока коллектора, поэтому длительность импульса в нагрузке не зависит от ее величины.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства, на фиг. 2 — график, поясняющий его работу. зо

Релаксационный генератор црямоугольных импульсов содержит лавинный транзистор 1 с резистором 2 в цепи базы диодом 3 и зарядным резистором 4 в цепи коллектора. и разрядным резистором

5 v. цепи эмиттера. Параллельно ему включен дополнительный хонденсатор 6.

Накопительный конденсатор 7 подключен через резистор 8 к общей шине устройства и коллектору транзистора 1. Напряжение, 4, управляющее длительностью:импульса подается от источника 9 0д „и подклю- чается к базе лавинного транзистора через диод 10. Змиттер лавинного транзистора подключен через конденсатор 1 1 45 к базе транзистора 12, образующего с элементами базового смещения 13, 14 и 15 транзисторйый ключ по схеме с общим эмиттером. Резистор (нагрузка)

16 подключается х коллектору транзистора 12 через конденсаторы 17. Питание коллекторных цепей транзисторов, осуществляется от источника 18 питания

,, запуск устройства в ждущем режиме происходит через разделительный конденсатбр 19.

Устройство работает следующим образом (оно может работать в автоколебательном и ждущем режимах, что обес59 4 печивается выбором исходной рабочей точки транзистора 1) .

)Кдущий режим.

В исходном состоянии конденсаторы 6 и 7 заряжены до напряжения 0с, близкого к напряжению пробоя коллекторного перехода при обрыве эмиттера U „.Конден атор 11 практически разряжен.

Диод 10 закрыт. С приходом отпираюшего импульса,лавинный транзистор 1 включается, через него разряжаются конденсаторы 7 и 6, причем разрядный ток конденсатора 7 образует отпирающий базовый ток транзистора 12. В процессе разряда С 7 происходит заряд конденсатора 11. Конденсатор 6 (его величина выбирается много меньше конденсатора 7) способствует быстрому включению ;лавинного транзистора и спаду напряжения на нем до нуля на

,этапе формирования фронта. Благодаря этому ток нагрузки на этапе нарастания протекает по цепи: резистор 16, конденсатор 17, диод 3, транзистор 1,. конденсатор 11 и эмиттерный переход транзистора 12. Заметим, что спад напряжения до нуля на лавинном транзисторе, происходит в случае, если разрядный ток конденсатора 6 много больше тока нагрузки и разрядного тока хонденсатора 7.

После включения Т,1 и входа его в. насыщение, диод 3 оказывается захрытым. Ток нагрузки протекает через транзистор 12. Насыщенное состояние последнего поддерживается разрядным током конденсатора 7. При этом напряжение на

С И увеличивается и, как только достигает значения напряжения источника

9 управляющего напряжения, 0 п, эмиттерный переход лавинного транзистора оказывается смещенным в обратном направлении.

В случае отсутствия конденсатора 6 устройство не работоспособно (см.фиг.2) .

Действительно, по мере уменьшения отпирающего,смещения на эмиттерном переходе лавинного транзистора 5 -образная вольт-амперная характеристика меняет свое положение от кривой А к кривой Б. В последнем случае динамическая линия нагрузки 1/Й8 оказывается касательной к S -юбразйой вольтамперной характеристике и транзистор должен выключиться. Рабочая точка 1 при этом перемещается вниз. Однако одновременно с этим происходит раз» ряд конденсатора 11 через резистор 5 исходит эа счет внутренних процессов.

Практически это достигается увеличением напряжения источника 18 питания ..- U u

2,формула изобретения

Релаксационный генератор прямоугольных импульсов, содержащий шину, управляющего напряжения, релаксатор на лавинном транзисторе с разрядным резистором в цепи эмиттера, накопительным конденсатором, диодом и зарядным резистором в цепи коллектора, транзисторный ключ, включенный по схеме с обшим эмиттером, выход которого подключен к общей точке зарядного резистора и диода, а вход — через конденсатор к эмиттеру лавинного транзистора, о т— л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью уменьшения длительности фронта гене— рируемых импульсов, обеспечения плавной электрической регулировки их длительности и упрощения, шина источника управляющего напряжения через разделительный диод в обратном направлении

20 подсоединена к базе лавинного транзистора, между коллектором и эмиттером которого включен конденсатор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Слуцкий Э. Г. Схемы тиристорнотранзисторных мультивибраторов. Сборник Полупроводниковые приборы и их применение". под ред. Федотова Я. А., 1968, Мо 19, с 114 (прототип).

5 75275 и эмиттерный переход Т . s --с>бразная вольт-амперная характеристика может занять положение В, а рабочая точка- " положение "2", что соответствует отрицательному участку вольт-амперной характеристики. Транзистор вновь включается, и S =образная вольт-амперная характеристика перемешается в положение Б. Далее процессы в устройстве пов,торяются, т.e. возникают высокочастотные 10 колебания, частота которых определяется паразитными реактивностями устройства.

Устройство в этом случае не работоспособно. При включении конденсатора 6 характер движения рабочей точки 1" 15 изменяется. Действительно, хотя S -образная вольт-амперная характеристика и занимает положение В, рабочая точка

"1", благодаря емкости С, проходит, минуя отрицательный участок, в точку

"3", где транзистор имеет высокое (по- ложительное) сопротивление.

Таким образом, для работы данного генератора наличие конденсатора 6 принципиально необходимо. Изменяя величину 2S напряжения источника S питания U p можно изменять время прохождения тока через конденсатор и, следовательно, время открытого состояния транзистора

12. Выключение последнего, как видно, 30 из рассмотрения работы устройства, не зависит от величины сопротивления нагрузки. Длительность импульса можно регулировать также резистором Й конденсаторами 7 и 1 1. 35

В автоколебательном режиме устрой:,ство работает так же, как и в ждущем. Включение, лавинного транзистора про752759

Составитель В. Бугров

Техред K Барадулина Корректор О, Ковинскаа

Редактор С. Тимохина

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

Заказ 4763/18 Тираж 995 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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