Пороговое устройство Советский патент 1985 года по МПК H03K5/24 

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике, может быть применено в системах автоматического регулирования, контроля и защиты и предназначено для изменени скачком состояния выходного сигнала при достижении входным напряжением заданного порогового значения. Цель изобретения - расширение об ласти применения за счет увеличения входного сопротивления в закрытом состоянии и его уменьшения в открытом состоянии устройства. На фиг. 1 и 2 изображена схема порогового устройства, Устройство содержит транзисторы 1-3, резистор 4, шину 5 входного сигнала, резистор 6, положительную шину источника 7 питания, источник управляющего напряжения, резистор 9 диод 10, диод 11, резистор 12, регулируемый источник 13 управления, дополнительный транзистор 14, приче база Транзистора 1 через резистор 4 соединена с шиной 5, Коллектор транзистора 1 через резистор 6 соединен с базой транзис тора 3, эмиттер которого соединен с шиной 7 источника питания. Эмиттер транзистора 1 соединен с источником 8, На фиг. 1 приведен пример выполн ния источника 8, состоящего из диод 11 и регулируемого источника 13 управления. К эмиттеру транзистора 1 присоединен анод диода 10, катод которого связан с коллектором транз тора 2 и -является выходной шиной устройства. Коллектор транзистора 2 черезрезистор 9 соединен с шиной источника 7 питания. Эмиттер транзи тора 2 соединен с общей шиной. База транзистора 2 через резистор 12 соединена с коллектором транзистора 3. На фиг. 2 источник 8 выполнен на стабилитроне. С целью обеспечения полной независимости выходного ключ от режима работы порогового устройства можно использовать дополнитель ный транзистор 14. Устройство работает следукицим образом. При отсутствии напряжения на шине 5 (фиг. 1) транзисторы 1-3 заперты, и напряжение на выходе приблизительно равно напряжению на шине 7. Если величина напряжения на шине 5 не превьш1ает напряжение срабатывания порогового устройства, тр его входное сопротивление высокое, поскольку диоды 10 и 11 тока не проводят, так как они находятся под обратным напряжением источников 7 и 13. В момент достижения на выходе величины напряжения, равной пороговому значению, при котором напряжение на шине 5 превьшгает напряжение источника 13, начинает проводить базоэмиттерный переход транзистора 1 и диод 11. В результате коллекторный ток транзистора 1 протекает через резистор 6 и базу транзистора 3, который открывается и его эмиттерно-коллекторный ток втекает в базу транзистора 2, которьш насьш5ается, и в его коллектор начинает втекать ток эмиттера транзистора 1 через диод 10. При этом напряжение на эмиттере транзистора 1 скачком уменьшается до напряжения близкого к нулю (падение напряжения на базоэмиттерном переходе транзистора 1, диоде 10 и на коллекторно-эмиттерном переходе насьщенного транзистора 2). Таким образом, как только величина напряжения на шине 5 превьш1ает заданное значение порога срабатывания, входное сопротивление порогового устройства скачком уменьшается до малого значения, определяемого дифференциальными сопротивлениями базоэмиттерного перехода, диода 10 и коллекторно-эмиттерного перехода насьш1енного транзистора 2, и выходное напряжение на коллекторе транзистора 2 уменьшается до напряжения, близкого к нулю. Указанное состояние порогового устройства сохраняется до тех пор, пока входной ток с шины 5 не уменьшится настолько, что транзистор 2 выйдет из насыщения, после чего транзисторы 1 - 3 скачком вернутся в исходное состояние. Предлагаемое устройство целесообразно использовать в устройствах с использованием разряда конденсатора, напряжение на обкладках которого является источником входного сигнала для данного порогового устройства, где требуется после достижения на конденсаторе определенного значения напряжения обеспечить его полный

311

разряд до напряжения на нем близкого к нулю. Электронно изменяя напряжение источника 13 (U|.), обеспечивается пропорциональная ему величина напряжения порога срабатывания порогового устройства, т.е.

и

U(j - бэ1о

3

где и

- величина падения напряженин на диоде 11;

и - величина падения напря&9(0 жения на базоэмиттерном переходе транзистора 1. В формулу порога срабатьгоания не входят коэффициенты усиления транзисторов, влияние которых пренебрежимо мало.

До момента срабатывания схемы потребление ее близко к нулю, а пос

904

срабатывания порогового устройства в основном определяется резистором 9, т.е. КПД близко к единице.

В том случае, если желательно иметь выходной транзистор . не связанный непосредственно с режимами порогового устройства, то используется схема (фиг. 2), в которой в исходном состоянии транзисторы

1-3, 14 заперты, а после срабатывания порогового устройства транзистор 14 открыт током, протекающим через эмиттер насыщенного транзистора 2.

В этой схеме уровень порога срабатывания определяется напряжением пробоя стабилитрона, используемого в качестве источника 8.

ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее первый, второй и третий транзисторы, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет увеличения входного сопротивления в закрытом состо-ЯНИН и его уменьшении в открытом состоянии устройства, дополнительно введен источник управляющего напряжения, соединенный с эмиттером первого транзистора и через диод с коллектором второго транзистора, база второго транзистора через резистор соединена с коллектором третьего транзистора, эмиттер которого соединен с шиной источника питания, а база через резистор - с коллектором первого транзистора, база которого соединена с шиной входного сигнала, коллектор второго транзистора через резистор присоединен к шине источника питания, эмиттер второго транзистора соединен с 9 с общей шиной. эо ел ел со