PHOTO296

110

Maria Bojarska

Ćwiczenie 9 — Układy impulsowe

111

(9.6)

U-

= U

Układ pozostaje w stanie ąuasi-stabilnym tak długo, jak długo tranzystor T2 jest zatkany. Jednakże po przełączeniu napięcie u_BE2 wzrasta wykładniczo do wartości E_z, ponieważ kondensator C₂ ładuje się przez rezystor R₂. Gdy wartość u_BE2 osiąga około 0,65 V, tranzystor T2 zaczyna przewodzić, a tranzystor Tl zostaje zatkany. Układ wraca do stanu stabilnego. Czas trwania impulsu wynosi

T = KjCj ln 2 « 0,7 R₁C₁.    (9.5)

9.3. Układ Schmitta

Tranzystorowy układ Schmitta przedstawia rys.9.5.

Rys.9.5. Tranzystorowy układ Schmitta: a) schemat ideowy, b) przebiegi napięć

Jest to układ dwóch tranzystorów Tl i T2, w których między kolektorem tranzystora Tl a bazą tranzystora T2 wprowadzono dodatnie sprzężenie zwrotne przez rezystorowy dzielnik napięcia R_t R₂ Wspólny rezystor emiterowy R_E jest drugim elementem sprzężenia. Stan początkowy układu przy zerowej wartości napięcia wejściowego jest taki, że tranzystor Tl jest zatkany, a T2 nasycony. Wynika to ze sposobu polaryzacji baz tych tranzystorów. Baza tranzystora Tl jest ujemnie polaryzowana przez spadek napięcia na rezystorze R_E; baza tranzystora T2 - dodatnio przez rezystory R_jt R₂. Wartość napięcia wyjściowego u_a (napięcia kolektorowego tranzystora T2) jest mała, gdyż tranzystor T2 jest nasycony, a spadek napięcia na rezystorze R_E jest niewielki. Spadek ten można wyznaczyć z przybliżonej zależności.

Ecz ⁺ E_e

W zależności (9.6) pominięto wartość napięcia „ która w przybliżeniu wynosi 0,1 V. Gdy napięcie u₃ narasta i przekroczy wartość U₊, tranzystor Tl przechodzi w stan przewodzenia. Równocześnie obniża się napięcie kolektora Uęg,. Zmiana ta przenosi się na bazę tranzystora T2 przez dzielnik /?,, R₂. Tranzystor T2 wychodzi z nasycenia i wchodzi w obszar aktywny. W tym momencie oba tranzystory znajdują się w stanie aktywnym, czyli ich wzmocnienia stają się duże i spełniony jest warunek niestabilności układu k_ul k_u2» 1. Dodatnie sprzężenie zwrotne powoduje gwałtowny wzrost prądu kolektora tranzystora Tl. Prąd kolektora tranzystora T2 równocześnie maleje do zera. Odpowiednio zmieniają się także napięcia kolektorowe obu tranzystorów. Następuje skokowa zmiana stanu układu: tranzystor Tl przechodzi w stan nasycenia, a T2 zostaje zatkany. Napięcie wyjściowe u_a przyjmuje wartość E_z. Spadek napięcia na rezystorze R_E wynosi w przybliżeniu

(9.7)

Gdy napięcie wejściowe zmaleje poniżej tej wartości, w układzie występują zjawiska prowadzące do nasycenia tranzystora T2 i zatkania tranzystora Tl. Układ powróci do swego stanu pierwotnego.

Charakterystyka układu u_a = f (u,) jest niejednoznaczna i ma charakter przekaźnikowy (rys.9.6). Różnica napięć U₊ oraz U.jest nazywana histereząukładu Schmitta.

Rys.9.6. Charakterystyka przekaźnikowa układu Schmitta