雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是脈沖和數(shù)字電路中常用的基本觸發(fā)器之一。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點(diǎn)是具有兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài),并且在外加觸發(fā)信號(hào)的作用下,可以由一種穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種穩(wěn)定狀態(tài)。在沒有外加觸發(fā)信號(hào)時(shí),現(xiàn)有狀態(tài)將一直保持下去,雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以由晶體管、數(shù)字電路或時(shí)基電路等構(gòu)成。
一、晶體管雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器
下圖所示為晶體管雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路
它是由VT1,VT2兩個(gè)晶體管交叉耦合組成。R5,R3是VT1的基極偏置電阻,R2,R6是VT2的基極偏置電阻,R1,R4分別是兩管的集電極電阻。輸出信號(hào)可以從兩個(gè)晶體管的集電極取出,兩管輸出信號(hào)相反。雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器實(shí)質(zhì)上是由兩級(jí)共射極開關(guān)電路組成,并形成正反饋回路,電路如下圖所示,VT2的集電極輸出端又通過R5反饋到VT1的基極輸入端。
1、雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作過程
雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)是:要么VT1導(dǎo)通,VT2截止;要么VT2導(dǎo)通,VT1截止。1)VT1導(dǎo)通,VT2截止時(shí)的情況
因?yàn)閂T1導(dǎo)通,Uc1=0V,VT2因無基極偏流而截至,此時(shí)Uc2=+VCC,通過R5向VT1提供基極偏流,使VT1保持導(dǎo)通,如下圖所示,電路處于穩(wěn)定狀態(tài)。
1)VT2導(dǎo)通,VT1截止時(shí)的情況
因?yàn)閂T2導(dǎo)通,Uc2=0V,VT1因無基極偏流而截至,此時(shí)Uc1=+VCC,通過R2向VT2提供基極偏流,使VT2保持導(dǎo)通,如下圖所示,電路處于另一種穩(wěn)定狀態(tài)。
2、雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的觸發(fā)方式
雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的觸發(fā)方式有單端觸發(fā)和計(jì)數(shù)觸發(fā)兩種。
1)單端觸發(fā)
單端觸發(fā)就是把兩路觸發(fā)脈沖分別加到兩個(gè)晶體管的基極,如下圖所示,該單端觸發(fā)電路采用的是將負(fù)脈沖加至導(dǎo)通管基極使其截止的方法,C1與R7,C2與R8分別組成兩路觸發(fā)脈沖的微分電路,二極管VD1,VD2隔離正脈沖,只允許負(fù)脈沖加到晶體管基極。
觸發(fā)過程如下:
設(shè)電路處于VT1導(dǎo)通,VT2截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)在左側(cè)觸發(fā)端加入一脈沖時(shí),經(jīng)C1,R7微分,其上升沿和下降沿分別產(chǎn)生正、負(fù)脈沖。正脈沖被VD1隔離,負(fù)脈沖則經(jīng)過VD1加至導(dǎo)通管VT1基極使其截止。VT1的截止又迫使VT2導(dǎo)通,雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為另一穩(wěn)定狀態(tài)。同理,當(dāng)在右側(cè)觸發(fā)端加入一脈沖時(shí),使導(dǎo)通管VT2截止,VT1導(dǎo)通,雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器再次翻轉(zhuǎn)。下圖所示為單端觸發(fā)工作波形。
2)計(jì)數(shù)觸發(fā)
計(jì)數(shù)觸發(fā)電路如下圖所示,與單端觸發(fā)電路不同的是,計(jì)數(shù)觸發(fā)電路只有一個(gè)觸發(fā)輸入端,并且微分電阻R7,R8不接地而是改接至本側(cè)晶體管集電極。
當(dāng)觸發(fā)端加上觸發(fā)脈沖時(shí),經(jīng)微分后產(chǎn)生的負(fù)脈沖使導(dǎo)通管截止,而對(duì)截止管不起作用。因此,每一個(gè)觸發(fā)脈沖都使雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次,電路波形如下圖所示,電阻R7,R8起引導(dǎo)作用,使每次負(fù)脈沖只加到導(dǎo)通管基極,保證電路可靠翻轉(zhuǎn)。
相關(guān)資料:一文解析雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)工作原理