• Название:

    Импульсные устр.

  • Размер: 0.03 Мб
  • Формат: DOC
  • или



3 ОСНОВЫ ИМПУЛЬСНОЙ И ЦИФРОВОЙ ТЕХНИКИ 3.2 Симметричный триггер

Триггер (от англ. trigger — спусковая схема), или бистабилъная (т. е. двустабильная) полупроводниковая ячейка — устройство с двумя устойчивыми состояниями, скачком переходящее из одного состояния в другое под воздействием входных сигналов.
Название процесса смены состояний триггера имеет ряд синонимов: переброс, переключение, опрокидывание.
Основой большинства цифровых микросхем является симметричный триггер (рис. 3.1, а), содержащий два транзисторных ключа, охваченных перекрестными положительными обратными связями.
Собственно триггер (триггерная ячейка) образован транзисторами VТ1, VТ2 и резисторами R1, R2 (в микросхемах резисторы выполнены в виде динамических сопротивлений).
Транзисторы VТ3 и VТ4 — вспомогательные ключи, служащие для управления триггерной ячейкой.
Они почти все время закрыты и на характеристики триггерной ячейки практически не влияют.
Триггер имеет два устойчивых состояния:

1 — транзистор VТ1 открыт и насыщен, а транзистор VТ2 закрыт;

2 — транзистор VТ1 закрыт, а транзистор VТ2 открыт и насыщен.
а)б)
Рисунок 3.1 - Симметричный триггер:
а – схема; б – временные диаграммы

Пусть триггер находится в первом устойчивом состоянии, когда оба вспомогательных транзистора VТ3 и VТ4 закрыты.
Принцип действия триггера поясняется с помощью соответствующих упрощенных временных диаграмм напряжения, показанных на рис. 3.1, б.
Проанализируем работу триггера по этим диаграммам.
Напряжение Uвых2 на коллекторе закрытого транзистора VТ2 близко к напряжению питания.
Ток базы транзистора VТ1, протекающий через резистор R2 и создающий на нем падение напряжения, удерживает этот транзистор открытым.
В результате напряжение на его коллекторе будет близким к нулю.
Поскольку коллектор транзистора VТ1 соединен непосредственно с базой транзистора VТ2, то последний будет закрыт.
Следовательно, триггер находится в первом устойчивом состоянии.
Аналогичная картина наблюдается в триггере, когда он находится во втором устойчивом состоянии.
Переключение триггера производится входными (отпирающими) импульсами положительной полярности (см. рис. 3.1, б), подаваемыми на базу того вспомогательного транзистора, который включен параллельно соответствующему закрытому основному транзистору.
Для переключения триггера, находящегося в первом устойчивом состоянии, входной импульс подают на базу транзистора VТ4. При этом транзистор VТ2 откроется, и напряжение Uвых2 на его коллекторе, а значит и на базе транзистора VТ1 упадет до нуля, вызывая запирание последнего.
В результате действия положительной ОС транзистор VТ2 перейдет из активного режима в режим насыщения.
Триггер переключится во второе устойчивое состояние.
Чтобы вновь опрокинуть триггер, нужно открыть входным импульсом вспомогательный транзистор VТ3. Такой запуск триггера называют раздельным, и он характерен попеременной подачей управляющих импульсов на входы триггера (см. рис. 3.1, б).
Одновременная подача отпирающих импульсов на оба входа в данной схеме триггера недопустима.
Действительно, если входные импульсы поступают одновременно, то вспомогательные транзисторы откроются и своими выходными сигналами создадут на базах транзисторов VТ1 и VТ2 нулевые потенциалы, вследствие чего последние закроются.
По окончании действия импульсов оба транзистора откроются, и схема временно окажется в неустойчивом положении, из которого под воздействием внутренних флуктуации триггер может равновероятно перейти в любое из устойчивых состояний.
Основное назначение триггера — запоминание (хранение) цифровой информации.
Приняв одно состояние триггера за 1, а другое — за 0, можно считать, что триггер помнит (хранит) один разряд числа, записанного в двоичном коде.
Такое хранение цифровой информации теоретически может продолжаться сколь угодно долго, пока на триггер не поступят сигналы управления, или с него не будет снято напряжение питания.