Симметричный мультивибратор Советский патент 1981 года по МПК H03K3/353 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для генерирования прямоугольных импульсов в различных радиоэлектронных устройствах.

Известны симметричные мультивибраторы, содержащие времязадакяций конденсатор в диагонали и переключающие устройства с S-образной вольт-амперной характеристикой на транзисторах с дополнительной симметрией в плечах моста l.

Недостатками данных генераторов являются низкая нагрузочная способность, низкий КПД, высокий коэффициент использования источника питания по напряжению. Указанные недостатки обусловлены наличием резисторного делитёяя напряжения, задающего порог пер лючения устройств с 5-образной вольт-амперной характеристикой.

Известен также симметричный мультивибратор, содержащий в каждом плече основной полевой транзистор, затвор и сток которого соединены через резисторы с первой шиной источника питания, и конденсатор 2.

Недостатком этого мультивибратора является невысокая крутяэна фронтов выходных импульсов,,зависящая от

длительности заряда времязадающих конденсаторов, трудность обеспечения симметричного режима работы из-за наличия двух времязадающих конденсаторов, имеющих технологический разброс номиналов.

Цель изобретения - увеличение крутизны фронтов .выходных импульсов.

Для достижения поставленной цели в сим1 етричный мультивибратор, содержащий в каждом плече основной полевой транзистор, затвор и сток которого соединены через резисторы с первой шиной источника питания, и конденсатор, введены два полевых транзистора с каналами дополняющих типов проводимости, причем их истоки подключены к истокам, затворы к стокам соответствующих основных полевых тран20зисторов, стоки подключены ко второй шине источника питания, затворы основных полевых транзисторов подключены к обкладкам конденсатора.

На чертеже приведена схема предлагаемого си метричного мультивибратора.

Симметричный мультивибратор содержит полевые транзисторы 1, 2 и 3, 4 с каналами дополняющих типов проводимости, резисторы 5-8 в цепях стока

п затвора основных полевых транзисторов 1 и 3 и конденсатор 9. Шины 10 и 11 предназначены для подключения источника питания, а шины 12 и 13 для подключения нагрузок.

Устройство работает следующим образом.

При включении напряжения источника питания вследствие неидентичности характеристик полевых транзисторов 1, 2 и 3, 4 и действия положительной обратной связи между ними устанавливается такой режим, когда транзисторы 1 и 2 открыты, а транзисторы 3 и 4 заперты или наоборот.

Пусть в рассматриваемый промежуток времени открыты транзисторы 1 и 2, а транзисторы 3 и 4 заперты. Транзистор 1 открыт, так как его переход затвор-исток имеет прямое смещение. Открытое состояние транзистора 2 обусловлено тем, что его напряжение затвор-исток, равное падению напряжения на открытом транзисторе 1, меньше порогового. Транзистор 2 заперт, так как его напряжение затвористок больше порогового и равно

,,-ие)Л)

Z

и , и

где

напряжение затвор-ис 3ток транзисторов 3 и 1

и ,и напряжение сток-исток

СИ

си. транзисторов 4 и 2,инапряжение на конденсаСдторе 9 .

Транзистор 4 заперт, так как его напряжение затвор-исток, равное напряжению на закрытом транзисторе 3, больше порогового.

В рассматриваемый промежуток времени происходит заряд конденсатора 9 током, протекающим по цепи: шина 10, резистор 7, конденсатор 9, участок затвор-исток транзистора 1,транзистор 2, шина 11. По мере увеличения напряжения на конденсаторе 9,происходит уменьшение напряжения затвористок транздстора 3 согласно формуле (1) и при достижении порогового значения последний начинает отпираться. Это вызывает отпирание транзистора 4 так как при отпирании транзистора 3 уменьшается напряжение затвор-исток транзистора 4. Отпирание транзистора 4 вызывает дальнейшее отпирание транзистора 3. Между транзисторами 3 и 4 действует положительная обратная Связь и происходит их лавинообразнре отпирание. При уменьшении напряяфния на транзисторе 4 происходит увеличение напряжения затвор-исток транзистора 1. Между транзисторами 1 и 2 начинает действовать положитегьная обратная связь, происходит их лавинообразное запирание. 3 новом

временно устойчивом состоянии транзисторы 3 и 4 открыты, а транзисторы 1 и 2 заперты. Конденсатор 9 перезаряжается током,протекающим по цепи; шина 10, резистор б, конденсатор 9, участок затвор-исток транзистора 3, транзистор 4, шина 11. Далее рассмотренные процессы повторяются для другого плеча схемы.

. 3 отличие от известного устройства крутизна фронтов выходных импульсов не зависит от длительности заряда времязадающего, конденсатора, а определяется только частотными .свойствами транзисторов. Легче также обеспечить симметричный режим работы,так как длительность обоих полупериодов определяется емкостью одного конденсатора. Наличие одного конденсатора вместо двух существенно облегчает изготовление мультивибратора по технологии интегральных микросхем.

Величина емкости времязадающего конденсатора может быть значительно меньше, чем в известных симметричных мультивибраторах с одним времязадающим конденсатором при одной частоте колебаний. Последнее обусловлено тем что величина сопротивления времязадающих резисторов может быть очень большой и ограничивается только входным сопротивлением полевого транзистора в закрытом состоянии.

Предлагаемый мультивибратор может быть использован при проектировании микросхем на взаимодополнительных полевых транзисторах.

Формула изобретения

Симметричный мультивибратор, содержащий в каждом плече основной полевой транзистор, затвор и сток которого соединены :через резисторы с первой шиной источника питания, и конденсатор, отличающийся тем, что, с целью увеличения крутизны фронтов выходных импульсов, в него введены два полевых транзистора с каналами дополняющих типов проводимости, причем их истоки подключены к истокам, затворы к стокам соответствующих основных транзисторов,стоки подключены ко второй шине источника питания, а затворы основных полевых транзисторов подключены к обкладкам конденсатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Франции № 2029309, 1970.

2.Бочаров Л.Н. и др. Расчет электронных устройств на транзисторах. М., Энергия, 1978, с. 120,

И U U и

12

i3

-- -f-f