Мостовой троичный триггер Советский патент 1987 года по МПК H03K3/29 

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к устройствам с, несколькими устойчивыми состояниями.

Цель изобретения - повьшение КПД и быстродействия троичного мостового триггера, путем осуществления регулировки базовых токов выходных транзисторов в зависимости от величины тока нагрузки.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема мостового троичного триггера.

.Мостовой троичный триггер содержит первый, второй, третий и четвертый транзисторы 1-4 первого типа проводимости, эмиттеры которых соединены с общей шиной, их базы через первый, второй, третий и четвертый резисторы 5-8 подключены к общей шине, базы транзисторов 1 и 2 соединены с коллекторами, транзисторов 3 и 4, базы которых через пятый и шестой резисторы 9 и 10 подключены к первому входу 11 триггера, пятый и шестой транзисторы 12 и 13 первого типа проводимости, эмиттеры которых соединены соответственно с базами транзисторов 1 и 2, седьмой и восьмой транзисторы 14 и 15.первого типа проводимости, базы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами 16 и 17 триггера, а через

седьмой и восьмой резисторы 18 и 19 подключены к общей шине, десятый и девятый транзисторы 20 и 21 второго типа проводимости, эмиттеры которых соединены с шиной 22 питания, их базы через двенадцатый и одиннадцатый резисторы 23 и 24 соединены с шиной 22 питания, двенадцатый и одиннадцатый .транзисторы 25 и 26 второго типа проводимости, эмиттеры которых соединены соответственно с базами транзисторов 20 и 21, коллекторы транзисторов 1 и 2 соединены соотвественно с первым и вторым выходами 27 и 28 триггера, между которыми включена нагрузка 29, коллекторы транзисторов 12, 13, 25 и 26 соединены соответственно с коллекторами транзисторов 21, 20, 2 и 1 и через пятнадцатый, шестнадцатый, Четырнадцатый и тринадцатый резисторы 30-33 подключены соответственно к базам транзисторов 12, 13, 25 и 26, которые через, первую, вторую, т 1етью и четвертую цепочки последовательно

соединенных диодов 34-37 подключены соответственно к коллекторам тран.- зисторов 1,2,20 и 21, коллекторы транзисторов 1 и 2 через первый и второй диоды 38 и 39 соединены соответственно с коллекторами транзисторов 20 и 21, эмиттеры транзисторов 14 и 15 соединены с базами транзисторов 1 и 2, а коллекторы транзисторов 14 и 15 через пятый и десятый резисторы 40 и 41 подключены соответственно к базам транзисторов 21 и 20, Мостовой троичный триггер работа5 ет следующим образом.

При включении напряжения питания мостовой троичньш триггер устанавливается в первое устойчивое состояние, при котором все транзисторы за0 крыты, на выходах 27 и 28 равные потенциалы, ток в нагрузке 29 отсутствует. Это состояние может сохраняться сколь угодно долго.

Если на вход 16 поступает поло5 жительнь1й импульс, то открывается транзистор 14. Ток эмиттера транзистора .14 открывает транзистор 1, а ток коллектора - транзистора 14, который ограничивается резистором 40,

0 открывает транзистор 21, Потенциал на выходе 27 уменьшается практически до нуля, а потенциал на выходе 28 увеличивается практически до величины- напряжения источника питания, в нагрузке 29 возникает ток. Возникают токи через резисторы 30 и 33, которые открывают транзисторы 12 и 26, После окончания импульса на входе 16 транзистор 14 закрывается, а транзисторы 1 и 21 удерживаются в открытом состоянии токами эмиттером открытых транзисторов 12 и 26.

Открывание и насыщение транзисторов 1 и 21 приводит к смещению в прямом направлении диодных цепочек 34 и 37, так как падение напряжения на переходах база - эмиттер .транзисторов 12 и 1,. 26 и 21 больше, чем сумма пороговых напряжений открывания диодов в цепочках диодов 34 и 37 и падения напряжения на участках коллектор - эмиттер транзисторов 1 и 21,

Открывание диодов цепочек 34 и 37 приводит к некоторому уменьшению то5

0

5

0

65

ков баз транзисторов 12 и 26, а следовательно, к уменьшению степени насыщения транзисторов 1 и 21, Благодаря нелинейной обратной связи между базами транзисторов 12 и 26 и коллекторами транзисторов 1 и 21, которая осуществляется через цепочки последовательно включенных диодов 34 и 37, .токи эмиттеров транзисторов 12 и 26 поддерживаются такой величины, чтобы обеспечивать некоторое постояное значение насыщения транзисторов 1 и 21 при значительных (в 10-20 ра изменениях токов нагрузки, т.е. величина токов эмиттеров транзисторов 12 и 26 изменяется в зависимости от величины тока нагрузки. Количество последовательно соединенных диодов (2-4) зависит от параметров диодов, величины токов баз транзисторов 12 и 26 и рассчитывается или определяется опытным путем.

Таким образом, мостовой троичный триггер переключается во второе устойчивое состояние, при котором транзисторы 1,21,12 и 26 открыты, а остальные закрыты, в нагрузке 29 про текает ток в направлении от выхода 28 к выходу 27.

Если в первом устойчивом состоянии на вход 11 поступает положительный импульс, то открывается и переключается в режим насьщения транзистор 3, потенциал на базе транзистора 1 уменьшается и транзистор 1 закрывается, что приводит к исчезновению тока в нагрузке 29 и тока через транзистор 26, что приводит к закрыванию транзистора 21. Это в свою очередь приводит к исчезновению тока через транзистор 12, а следовательно, мостовой троичный триггер переключается в первое устойчивое состояние.

Если поступает положительный импульс на вход 17, то аналогичным-образом в силу симметрии устройства триггер переключается в третье устойчивое состояние, при котором транзис- торы 2,20,13 и 25 открыты, на выходе 27 - высокий, а на выходе 28 - низкий потенциалы, в нагрузке протекает ток в направлении от выхода 27 к выходу 28.

При поступлении на вход 11 положительного импульса открывается тран- зистор 4, и аналогичным образом в силу симметрии устройства триггер переключен из третьего устойчивого состояния в первое.

0

5

0

5

0

Следует отметить, что переключение мостового троичного триггера из .второго состояния в третье или наоборот сопровождается большими сквозными токами, поэтому управление триггером следует осуществлять таким образом, чтобы переключать триггер из второго состояния в первое, а затем в третье, или в обратной последовательности.

В данном мостовом троичном триггере осуществляется регулировка величины базовых токов силовых транзисторов в зависимости от величины тока нагрузки, что позволяет достичь высокого КПД в широком диапазоне токов нагрузки. Степень насыщения силовых транзисторов остается примерно одной и той же в широком диапазоне токов нагрузки, что позволяет увеличить быстродействие триггера за счет уменьшения времени рассасывания неосновных носителей в базах силовых транзисторов (особенно при малых токах нагрузки).

Редактор Н.Швьщкая

Составитель А.Янов Техред Л.Сердюкова

Заказ 6163/55 Тираж 900Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, А

Корректор С,Черни