Мультивибраторы с коллекторно – базовыми связями.
Исходное состояние.
V1 – открыт и насыщен, V2 – заперт.
Условие
насыщения V1:
iб1=
;
т.е.
и при Е=Ек
это условие принимает вид:
.
Условие
запирания V2,
также как и для триггера
.
напряжение
на коллекторе V1:
Uk1=Ukн≈0,
а на коллекторе V2:
,
конденсатор С заряжается до напряжения
.
Запуск и квазиустойчивое состояние.
Схемы запуска мультивибратора аналогичны схемам запуска триггеров.
В результате запуска в схеме возникает лавинообразный процесс, который завершается запиранием V1 и насыщением V2. В результате опрокидывания напряжения коллектора V2 увеличивается скачок до уровня Uкн≈0, а напряжение на базе V2 становится отрицательным Uб2<0.
Т.к. ёмкость С»С1, то за время опрокидывания напряжение на ёмкости не успевает измениться и останется равным Uc(0), а напряжение на базе увеличится скачком от исходного уровня до уровня Uб1(0)≈-Uc(0)=Ek-Ik02Rk2. конденсатор разряжается через сопротивление Rб1 и насыщенный транзистор V2, поддерживая запертое состояние V1: Еэкв=-Ек-Ik01Rб1. напряжение на конденсаторе С изменяется по экспоненциальному закону от Uc(0)≈+Ek до Еэкв≈-Е. Когда напряжение на конденсаторе превысит нулевой уровень транзистор V1 открывается и формирование длительности импульсоа прекращается. Таким образом процесс разряда конденсатора С является основным.
Длительность импульса рассчитывается по формуле:
при
Е=Ек,
то
.
В
квази устойчивом состоянии происходит
и второй процесс (сравнительно быстрый)
– заряд ускоряющего конденсатора С1.
Напряжение на конденсаторе в устойчивом
состоянии равно:
,
а в квази устойчивом состоянии заряжается
от источника –Е через резистор Rk1
c
постоянной времени:
обычно R1»Rк1
и
,
время установления напряжения на
коллекторе
.
Второй скачок и стадия восстановления.
С
момента отпирания транзистора V1
в мультивибраторе развивается второй
лавинообразный процесс, после которого
V1
– насыщается, а V2
закрывается и транзисторы переходят в
длительно устойчивое состояние. Различия
состоит только в значениях напряжений
на ёмкостях. Напряжение на ёмкости С1
через к.з. участок к.э. приложено своим
(+) к базе V2
и создает скачок (+) напряжения на Uб2.
Конденсатор С1
разряжается и напряжение на нем стремится
к установившемуся Uб2
с постоянной времени:
.
Процесс восстановления напряжения на конденсаторе С происходит по схеме: (здесь пренебрегаем влиянием обратных токов).
и
- время восстановления. В связи с этим
изменением напряжения в схеме следующие:
Экспоненциальное изменение напряжения на коллекторе V2. Т.к. С включен между к. и э. Закрытого транзистора V2, поэтому напряжение на коллекторе повторяет напряжение конденсатора
.Отрицательный выброс на базе V1 обусловлен конечным сопротивлением насыщенного транзистора
.
Т.к. в первый момент ток базы определяется
(напряжение на С Uc≈0)
и отрицательный скачёк равен:
.
По мере заряда ёмкости С напряжение на
базе V1
приближается к стационарному.