射极耦合双稳态电路

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射极耦合双稳态电路                            一、工作原理              图一为射极耦合电路。它也是由两级反相器组成的正反馈电路，第一级到第二级采用集基耦合，第二级到第一级是通过射极电阻Re耦合。通常用射极耦合双稳态电路做整形电路，脉冲幅度甄别电路，示波器用它做闸门信号源等，它依靠输入幅度进行转态。        工作原理：设输入ui如图一（b）示，当ui=0时，电路处于BG1截止，BG2导通的稳定状态。这时输出电压为：uo=u2=Ec-(ue2/Re)Rc2        当ui=up2=uc2+0.5伏（硅管由截止进入放大的阀门电压），称up2为动作电压，则电路在ui作用下，产生下述正反馈过程：                                    这种雪崩式反应，瞬间使BG1导通，BG2截止。因ic1＞ic2，所以当ui回到Up2值时，电路仍不转变，只有当ui=up1(释放电平）时，由于BG1退出饱和，又产生下述正反馈过程：                                    瞬间使BG1截止、BG2导通，以后就按上述过程周而复始进行，所以把幅度不规则的输入波形整形为等幅的矩形波。两次翻转电平不相等的现象，称为回差现象，回差量≈up2-up1。回差量是否需要量多少？应由具全情况而定。        回差的影响与回差的调整        如果输入信号有干扰，则用回差量排除干扰。图2（a)(b)中给出回差合适与不合适所得到的波形uo″和uo′。由图可见，当回差合适时，输出uo″为方波电压；反之，当回差不合适时，输出uo′         或受干扰影响[如图2（a），或者uo′只变化一次就固定在某一电平上（如图2（b）也就是说电平不起到整形的作用        调整回差量的方法如下：        （1）增大Rc1，可使回差量增加。或调节Rc1/（R1+R2）之比值，比值越小，回差量越小。        （2）如图2（C）电路加入RE1可使UP1增加，从而使回差减小；或如图2（d）电路加入RE2，可使Ic2减小从而使Up2减小，缩小回差。但这种方法会削弱正反馈作用而降低翻转速度，如在RE1或RE2并联一只小电容，就可避免这种影响。                                          图1射极耦合双稳态电路                                                            图2、回差的影响                                二、射极耦合双稳态电路的设计              射极耦合双稳态电路的设法地见表一                                                              表一              射极耦合双稳态电路的设计                                      要求              （1)输出幅度Um＞6V                （2）工作频率f=100kHz                （3）触发器用作整形电路，负载射极跟随器                                      步骤              计算公式              计算实例（图3）                                      选择晶体管              从要求的工作频率或输出脉冲前沿特性考虑              因要求输出脉冲前沿特性好，故选用3DK2，βmin=30                                      确定RC值              为提高稳定性，晶体管应工作于饱和状态，则Ic取                Ic=[(1/3)-(1/2)]Icm                Rc=(Ec-Uomin)/Ic              ∵用于整形电路，主要考虑工作稳定性，故选                Ic=1/3Icm=1/3×30=10mA                Ec选用系列稳定电源值为12V，设输出最低电平Uomin=3V                ∴Rc=(12-3)/(10×10)=900Ω                                      计算RB，RK                              为使BG2可靠地饱和，RB应选得较大，通常取IRB=（0.2-1)I                                但是为了减小回差，BG2导通时，应工作于线性放大区，应取IRB=（5-10)Ib2                Ib2min=Ic2/βmin,取2Ib2min为实际基极电流，根据公式：                RB=(UE2+Ubes)/IRB及Rk=[(EC-Ube)/(IRB+Ib2)]-RC                            主要考虑工作稳定性，令BG2工作于饱和状态，故选IRB=0.5Ib2                Ib2min=10/30=0.33mA,Ib2=2×0.33=0.66mA                IR=0.5×0.66=0.33mA                RB=(UE2+Ubes)/IRb=(2.7+0.7)/0.33=10.3k                现选RB=12k                ∴Rk=[(12-3.4)/(0.33+0.66)]-1=7.7k                现选Rk=7.5K                                      选择R1、R2              为了能连续调节触发电平大小，BG1的基极应接入外偏电压，为使BG1工作于饱和状态，流过R1、R2电流要小些              现选R1=3K，R2=1K，C1=1μF，（R1、R2的具体设计算可参看晶体管分压器的偏置电路）计算结果标在图3电路上                                                                                  图3、射极耦合双稳态的设计电路