Мультивибратор Советский патент 1981 года по МПК H03K3/281 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова но -как генератор синхронизирующих, опорных или задающих импульсов. Известен мультивибратор, содержащий два транзистора с источником тока и времяэадающим конденсатором в эмиттерных цепях 1 . Этот мультивибратор имеет недостаточную температурную стабильность генерируемой частоты импульсов. Наиболее близко к предлагаемому по технической сущности мультивибратор, который содержит два транзистора с источниками тока и времязадающим конденсатором в эмиттерных цепях 2. Однако известный мультивибратор имеет недостаточную температурную ча тоту импульсой. Цель изобретения - повышение стабильности частоты импульсов. Поставленная цель достигаэтся тем что в мультивибратор, содержащий дв основных транзистора с источниками тока и времязадающим конденсатором в эмиттерных цепях и коллекторные р зисторы, соединенные с шиной источн ка питания, введен термостабилизирую щий источник опорного напряжения,со держащий генератор тока на двух транзисторах разной-проводимости и транзистор в диодном включении, являющийся нагрузкой генератора тока. В качестве источников тока использованы -токостабилизирующиё транзисторы, эмиттеры которых соединены с общей шиной источника питания, базы с коллектором транзистора в диодном включении, а база каждого основного транзистора соединена с коллектором другого основного транзистора.На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема автоколебательного мультивибратора; на фиг. 2 - временные диаграммы напря-, жений в характерных точках. Мультивибратор содержит коллекторные резисторы 1 и 2, основные транзисторы 3 и 4, времязадающий конденсатор 5, токостабилизирующиё транзисторы 6 и 7, транзистор 8 в диодном включении, первый 9 и второй 10 транзисторы исгочника опорного напряжения, резистор 11 и 12. Принцип работы мультивибратора рассмотрен с момента его нахождения в квазиустойчивом состоянии, когда транзистор 3 закрыт, .а транзистор 4 открыт и насыщен. В этом случае вре:мязадающий конденсатор 5 перезаряжается постоянным током следо вательно, потенциал эмиттера линейно понижается. Вследствие этого напряжение н переходе база-эмиттер транзистора 3 (U) растет, тран зистор 3 открывается, в схеме разви(вается лавинообразный процесс переключения в новое квазиустойчивое сос тояние, когда транзистор 4 закрыт, транзистор 3 открыт, а ток 1 через конденсатор 5 меняет свое направление. Далее действие перезаряда конденсатора 5 и переключения транзисторов 3 и 4 повторяются с периодом, равным и 5-9оС где С величина емкости конденсатора 5, пороговое прямое напряжение на переходе база-эмиттер транзисторов 3 и 4, Из приведенного соотношения видно что период (частота) автоколебаний мультивибратора данного типа зависит от величины порогового напряжения Ujj-gj,, которое, в свою очередь, являе ся сильно зависимым от температуры окружающей среды. Отсюда следует, что для уменьшения температурной нестабильности ча тоты автоколебаний необходимо приме нять специальные меры для компенсации температурных изменений напряже ния Ujj-дд. Для этой цели использован генератор тока на транзисторах 9 и 10, ток ( которого не зависит от изменений напряжения источника пита ния, но прямо за-висит от изменений температуры окружающей среды. За счет Протекания тока IQ через тран зистор 8, включенный по диодной схе ме, на р-п-переходе этого транзисто ра создается напряжение смещения для питания базовых цепей эмиттерны стабилизаторов тока на транзисторах б и 7. Принимая во внимание, что транзисторы б (или 7) и 8 образуют токовое зерк&ло (при идентичных параметрах этих транзисторов), коллекторные токи транзисторов 6 и 7 точно равны току через транзистор 8 т.е. ICT ICTТаким образом, при указанном построении схемы отношение становится инвариантным к изменениям температуры окружающей среды. Зависимость относительной частот генерируемых мультивибратором к лебаний от температуры G определяе ся как ,- ,. ЛР &to U f9o-Utr3io Ag Jcr, О где л ЕО - потенциал энергетической зоны полупроводникового материала, равный 1,205 В напряжение на переходе база-эмиттер транзистора 10 при нормальной температуре &о , пороговое прямое напряжение на переходе база-эмиттер транзисторов 3 и 4 при нормальной температуре О температурные изменения порогового прямого -напряжения на переходе база-эмиттер транзисторов 3 и 4, cr..) &0,Л& - соответственно нормальная температура окружающей среды и ее возможные изменения. Из приведенного выражения видно, что температурная нестабильность частоты автоколебаний мультивибратора данного типа тем меньше, чем лучше соблюдается условие fy Л9о значит, что следует выбирать опорный ток Ipf, через транзистор 10, равным коллекторному току основных транзисторов 3 и 4. Устройство позволяет получить нестабильность частоты генерируемых колебаний не более 1% при изменении напряжения источника питания на ±10% в диапазоне изменения температуры окружающей среды от -« 5 до +50°С. Формула изобретения 1.Мультивибратор, содержащий два основных транзистора с источниками тока и времязадающим конденсатором в эмиттерных цепях и коллекторные резисторы, соединенные с шиной источника питания, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности частоты генерируемых импульсов, в него введен термостабилизирующий источник опорного напряжения, содержащий, генератор тока на двух транзисторах разной проводимости, и транзистор в диодном включении, являющийся нагрузкой генератора тока. 2. Мультивибратор по п. 1, о т личающийся тем, что в качестве источников тока использованы токостабилизирующие транзисторы,эмиттеры которых соединены с общей шиной источника питания, базы соединены с коллектором транзистора в диодном включении, а база каждого основного транзистора соединена с коллектором другого основного транзистора. Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе 1. фвторское свидетельство СССР 530432, кл. Н 03 К 3/238, 1979. 2.Агаханян Т.М. и др.Основы наносекундной импульсной техники. Атомиздат, 1976, с. 186.