SU765989A1 - Мультивибратор - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к импульсной технике и автоматике и может быть использовано в качестве простого и высокостабильного генератора непрерывных пр моугольных импульсов напр жени  или временного коммутатора тока с регулируемой частотой коммутации в широком диапазоне инфранизких частот с посто нной или измен емой скважное .тью и известным пор дком переключе- НИИ при возбуждении.

Известен мултивибратор на п-р-п транзисторе и полевом транзисторе . Однако он обладает недостаточно высокой термостабильностью. 15

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  мультивибратор, содержащий полевой транзистор и бипол рный транзистор 2J.

Однако этот мультивибратор обЛада- 20 ет недостаточной термостабильностью длительности отрицательных выходных импульсов (относительно заземленного положительного проводника питани ) на инфранизких частотах.

Целью изобретени   вл етс  повышение термостабильности работы мультивибратора .

Это достигаетс  тем, что в мультивибраторе , содержащий п-р-п гран- 30

зистор, включенный по схеме с общими эмиттером, в коллекторе которого включены два последовательно соединенные резистора, а база соединена со стокдм полевого транзистора, а затвор полевого транзистора подключен к коллектору п-р-п транзистора через врем задающий конденсатор, третий резистор, источник питани , дополнительно введены истоковый вывод полевого транэнс-тора подключен к общей точке соединени  первого и второго резисторов в коллекторной цепи п-р-п транзистора, а между источником питани  и затвором полевого транзистора включен резистор,

На фиг. 1 представлена электрическа  схема мультивибратора , на фиг. 2временные диаграммы напр жений, действующих относительно положительной цепи питани  и на управл ющем р-п переходе полевого транзистора.

Claims (2)

1. Мультивибратор содержит полевой транзистор 1, врем задающий конденсатор 2 и резистор 3 образуют инерционное звено, резисторы 4 и 5, п-р-п транзистор 6. На фиг. 1 также показаны резистор 7 нагрузки и клеммы 8,9 и источника питани  (источник питани  не показан). Работает мультивибратор следующим образом. Возбуждение мультивибратора происх дит при полключении к нему питани  в м гком режиме синфазным открыванием обоих транзисторов и установлением максимального уровн  отрицательного выходного напр жени  на коллекто эе п-р-п транзистора 6 относительно поло жительного проводника. С момента подключени  питани , из-за отсутстви  на чального запирающего напр жени  на затворе, полевой транзистор 1 открыва етс  до состо ни  насыщени  и включает п-р-п транзистор 6. Напр жение на резисторе 7 достигает почти До напр жени  источника питани , так как .ток через полевой транзистор 1 обеспечивает достаточно высокую степень насыщени  п-р-п транзисторов 6. Коллекторный ток последнего на общем резисторе 4 совместно с истоковым током полевого транзистора 1 на его затворе формирует напр жение положительного запирающего смещени  U (фиг. 2,б). Одновременно с приоткрыва нием п-р-п транзистора б начинаетс  зар д конденсатора 2, ток зар да конденсатора 2 на резисторе 3 создает управл ющее напр жение иу(фиг.2 а). Оно к р-п перходу полевого транзистора приложено в пр мом направлении, действует встречно напр жению обратно го смещени ,следовательно дает положи тельную обратную св зь. В начальный период уровень действунхдего, напр жени  Ux (фиг. 2,в) на управл ющем пе реходе полевого транзистора, равный сумме напр жений обратных св зей, меньше уровн  напр жени  отсечки его канала (фиг. 2,в) Up .Поэтому полево транзистор 1 продолжает оставатьс  о крытым, обеспечива  достаточно высокую степень насыщени  тока базы п-р-п транзистора 6.По мере зар да конденсатора 2 управл ющее напр жение п дает и результируквдее напр жение нач нает прикрывать полевой транзистор 1 При этом вначале коллекторный ток п-р-п транзистора б продолжает оставатьс  практически посто нным,а умен шаетс  только степень его насыщени . некоторый момент t(фиг. ) п-р-п транзистор 6 входит в режим активной области и коллекторный ток начинает уменьшатьс . Величина выходного напр жени  также начинает уменьшатьс . Такое изменение выходного напр же ни  ускор ет процесс убывани  зар дн го тока конденсатора 2 (внутрен1;гее сопротивление п-р-п транзистора б ра тет) и соответствующего прикривани  канала полевого транзистора 1, что в зывает регенерационный процесс эапир ни  транзисторов. Полевой транзистор закрываетс  в момент tg(Фиг. ), .когда действующее напр жение на его управл ющем переходе увеличитс  до н пр жени  отсечки. Спад коллекторного тока п-р-п транзистора б происходит с небольшим отставанием от тока полевого транзистора 1, что вызвано расса сыванием остаточного зар да в базе первого. Поэтому в момент запирани  полевого транзистора 1 обратное смещен ние на его затворе формируетс  остаточным током п-р-п транзистора 6 на общем резисторе. При спаде коллекторного тока напр жение запирающего смещейи  быстро убывает 1,(фиг, ), но при этом напр жение энергии, накоп (венной на врем задающем конденсаторе 2, начинает действовать на управл ющий переход полевого транзистора 1. Пол рность этого напр жени  на него оказывает запирак цее действие. Разр д конденсатора 2 начинаетс  еще при спаде коллекторного тока п-р-п транзистора б, когда величина выходного .напр жени  становитс  меньше напр жени  на его обкладках t(фиг. 2,6). Разр д конденсатора 2 происходит по цепи резисторов 3,4,5 и 7, посто нную разр да которых в основном определ ет резистор 3 с относительно более высоким сопротивлением,чем у всей остальной цепи. Запирающее транзистор напр жение и2,(фиг. 2jB) формируетс  на резисторах 3 и 4. При его уменьшении, в процессе разр да конденсатора 2, до величины напр жени  отсечки в момент 1{-(фиг. 2 б) в канале транзистора 1 по вл етс  ток, который в цепи стока приоткрывает п-р-п транзистор 6, а в цепи истока - на резисторе 4, образует обратное смещение на затвор. Затем рост напр жени  обратного смещени  ускор етс  по вившимс  через малое врем  диффузии зар да в. базе п-р-п транзистора б коллекторным током через резистор 5. Эта обратна  отрицательна  св зь стремитс  приостановить дальнейшее приоткрывание полевого транзистора 1, но при этом одновременно начинает расти величина выходного напр жени , что уменьшает скорость разр да конденсатора 2, следовательно - и запиракнцее напр жение. При возрастании величины выходного напр жени  до уровн  напр жени  на обкладках конденсатора 2 разр д его прекращаетс  момент 1(фиг. 2 в), запирающее напр жение падает. Затем,по мере дальнейшего открывани  п-р-п транзистора б, начинаетс  зар д конденсатора
2. 2. При этом падение напр жени  на резисторе 3 мен ет пол рность и более интенсивно открывает канал пблевого транзистора 1,вследствие чего п-р-п транзистор б ускоренно открываетс  до заданного режима насыщени .Выходной сигнал достигает своего максимального значени .Дальнейшие процессы повтор ютс  по описанному циклу,ло с тем отличием,что длительность остальных импульсов из-за неполного разр да конденсатора 2 будет немного меньше, чем у первого импульса. Термостабильность предлагаемого устройства по сравнению с известным существенно более высока . Она достиг нута параметрическим компенсированием температурного дрейфа напр жений внут ренних св зей, осуществл ющих опрокидывани  мультивибратора. Дрейф длител ности отрицательных выходных импульсо в основном зависит от температурного изменени  параметров инерционного зве на, напр жени  отсечки канала полевого транзистора 1 и температурного дре фа коллекторного тока п-р-п транзисто ра б. С увеличением температуры проис ход т следующие  влени  ; а) при поло жительном ТКЕ врем заданлцего конденса тора 2 во врем  его зар да управл ющее напр жение, создаваемое на резисторе 3 в каждый момент времени будет больше, чем при номинальной температу ре, б) у полевого TpaH3HCTOt c 1 круадзна переходной характеристики умень шаетс , что в цепи истока ведет к / уменьшению напр жени  обратного смеще ни , а в цепи стока к уменьшению степени насыщени  тока базы п-р-п транзистора б, в) у п-р-п транзистора б с ростом температуры напр жение насыщени  базы уменьшаетс , а коэффициент усилени  его тока увеличиваетс , поэтому происходит небольшое положительное приращение коллекторного тока и компенсаци  уменьшени  падени  напр ж ни  на резисторе 4. Такое взаимодействие происходит при.уменьшении стокового тока полевого транзистора 1 до области термостабильного режима, а при, дальнейшем прикрывании его канала температурный дрейф истокового тока мен ет знак и тепловые факторы в обоих транзисторах привод т к положитель ному приращению напр жени  обратного смещени . Так как обратное смещение и управл ющее напр жение к переходу исток-затвор полевого транзистора 1 включены встречно, то подобрав опреде ленный температурный градиент изменени  их и обеспечив превышение дрейфа U(- над Uynp можно парировать положительный дрейф напр жени  отсечки Up и, таким образом, добитьс  высокой термостабильности выходного импульса. Дрейф длительности пауз в основном определ етс  температурным изменением параметров инерционного звена, напр жени  отсечки полевого транзистора 1 и обратного тока коллектора п-р-п транзистора б. При увеличении темпера туры рост обратного тока коллектора на общем резисторе 4 вызывает повышение падени  напр жени , совпадающего в контуре управлени  полевым транзистором 1, по знаку, с падением напр же ни  от разр дного тока конденсатора 2 на резисторах 3 и 4. В свою очередь относительное увеличение разр дного тока, из-за повышени  емкости конденсатора 2, вызывает рост пащени  напр  жени  на этих резисторах.Следовательно , происходит суммарное температурное приращение запирающего напр жени которое в контуре управлени  компенсируетс  ростом напр жени  отсечки самого транзистора, в результате чего дрейф времени закрытого состо ни  транзисторов также уменьшаетс . Таким образом, в мультивибраторе с конденсатором, имеющем положительный ТКЕ, температурный дрейф длительности импульсов и пауз между ними, следовательно и частоты выходного сигнала может быть сведен к минимуму. Причем, в свою очередь, высока  термостабильность позвол ет расширить диапазон инфранизких частот путем применени  электролитических конденсаторов большой емкости и увеличени  сопротивлени  резистора 3 до нескольких сотен Мом (с полевым МПД транзистором). Кроме того., в данном мультивибраторе, в отличие от известного мультивибратора , процессы переключени  происход т при зар де или самопроизвольном разр де врем  задающего конденсато{)а, а не при перезар де его внешним источником . Как известно, при перезар де встречным напр жением изменение разности потенциалов на обкладках конденсатора до нулевого напр жени  происходит быстрее. Эта особенность обеспечивает формирование в предлагаемом мультивибраторе более длительной паузы между отрицательными выходными импульсами при равных параметрах инерционного звена в обоих генераторах . Кроме того, в данном мультивибраторе изменение параметров инерционного звена позвол ет регулировать частоту следовани  импульсов не измен   их скважности, изменением сопротивлейий резисторов 4 и 5 регулируетс  как частота, так и скважность импульсов. Требуемые их значени , при заданной величине сопротивлени  нагрузки,могут быть установлены комбинированным подбором параметров перечисленных элементов . Формула изобретени . Мультивибратор, содержащий п-р-п транзистор, включенный по схеме с общим эмиттером, в коллекторе которого включены два последовательно соединенные резистора, а база соединена с стоком полевого транзистора, и затвор полевого транзистора подключен к коллектору п-р-п транзистора через врем задающий конденсатор, третий резистор , источник питани , отличающийс  тем, что, с целью повышени  термостабильности работы, истоковый вывод полевого транзистора подключен к общей точке соединени  резисторов в коллекторной цепи п-р-п транзистора, а между источником пита