Тригери - дискретни елементи

Т Р И Г Е Р И

1. Симетрични тригери.
Тригерът представлява устройство с две устойчиви състояния, което може
да остава неограничено дълго време във всяко едно от тях.
Преминаването от едно състояние в друго става със скок и е възможно при
подаване на подходящи външни управляващи сигнали (най-често краткотрайни
импулси).
На (фиг.1) е показана най-често използваната схема на симетричен тригер с
външно (фиксирано) преднапрежение, а на (фиг.2)–симетричен тригер с
автоматично преднапрежение.
Тригерът е симетричен при R
C1 = RC2 = RC, RB1 = RB2 = RB и C1 = C2 = C. И
двете схеми може да се разглеждат като двустъпален постояннотоков усилвател,
чийто изход е свързан с входа му – осъществява се положителна обратна връзка с
делителя R-R
B.


Фиг. 1. Симетричен тригер с колекторно-базови връзки и външно
(фиксирано) преднапрежение.

Лекция: Тригери.
стр. 2 от 8

Фиг. 2. Симетричен тригер с автоматично преднапрежение.

Условията за стабилност на всяко едно от състоянията на тригера са
подаване на достатъчно запушващо напрежение на единия транзистор и сигурно
насищане на другия.
Условията за запушване на транзистора са:
- за тригера с външно преднапрежение:
Е
В ≥ IC0 . RB, (1)
- за тригера с автоматично преднапрежение:
CE
EC
RR
RЕ
+⋅
≥ IC0 . RB, (2)
За насищане на отпушения транзистор е необходимо да се изпълни:
i
B ≥
C
cCsat
R
EI
.ββ
≈
(3)
за схемата на (фиг.1), а за схемата на (фиг.2):
i
B ≥
( )
EC
cCsat
RR
EI
+
≈
.ββ
. (4)
Разликата в двете схеми се заключва само в начина, по който се получава
преднапрежението за сигурно запушване на транзисторите.
Паралелно свързаните кондензатори (C
1 и C2) и резисторите (R1 и R2) ускоряват
смяната на устойчивите състояния.

Лекция: Тригери.
стр. 3 от 8
Нека тригерът е в едно от устойчивите си състояния (напр. Т 1 запушен, а Т2
– отпушен). При подаване на външен импулс, който да предизвиква запушване на
Т
2, потенциалът на колектора му започва да се повишава. През делителя R 2-RB1, а
и през кондензатора С, това повишаване се подава на базата на транзистора Т
1. Т1
започва да се отпушва, през него протича ток, потенциалът на колектора му
започва да спада. През другия делител R
1-RB2 и ускоряващия кондензатор С1 това
намаление се предава на базата на Т
2. Базовият ток на Т2 намалява, намалява
съответно колекторния му ток и т.н. Докато транзисторите Т
1 и Т2 са
едновременно в активен режим, веригата на положителната обратна връзка (ПОВ)
се затваря. Развива се лавинообразен процес, който води до запушване на Т
2 и
отпушване на Т
1, който се насища. С това действието на ПОВ се прекъсва и в
схемата се установяват токове и напрежения, съответстващи на второто
устойчиво състояние.
Превключването на тригерите може да става по два начина – с подаване на
запушващ импулс на базата на наситения транзистор (с отрицателна полярност)
или с подаване на отпушващ импулс (с положителна полярност) на базата на
запушения транзистор.
Подаването на запускащи импулси на тригера може да става също по два
начина – разделно или чрез броячен вход.
При разделното пускане (фиг.3), тригерът има два входа, означени
обикновено с R и S.
R означава RESET – нулиране.
S означава SET – установяване.
В логическите схеми единият изход на тригера се означава с Q, а другия –
Q. Символът “–“ означава обратно състояние на Q.
Казва се, че изход Q на тригера е в състояние “0” когато транзисторът е
отпушен, или наситен. Това отговаря на почти нулев потенциал на колектора на
съответния транзистор. В същото време другият транзистор е запушен и на
неговия колектор има висок потенциал, почти равен на колекторното напрежение
Е
С. В този случай изход “
Q” е логическа единица.

Лекция: Тригери.
стр. 4 от 8

Фиг. 3. Тригер с разделно пускане.
При подаване на импулс на вход “S”, ако тригерът е бил в състояние нула
(т.е. Q = 0,
Q = 1), първият импулс го превключва в състояние “1”, а следващите
не оказват влияние на състоянието му.
Ако той е бил в състояние “1” тези импулси изобщо не му въздействат, т.е.
не променят състоянието му.
Обратно, при подаване на отрицателни импулси на вход “R”, ако тригерът е
бил в състояние “1”, първият импулс го преобръща в състояние “0” и останалите
не му въздействат. Ако е бил в състояние “0” – състоянието му не се променя.
Тригерите работещи по този начин се наричат R-S тригери.
Ако входовете R и S на тригера се обединят, всеки отрицателен импулс ще
преобръща тригера, тъй като запускащия импулс въздейства само на отпушения в
момента транзистор (фиг. 4). Тези тригери се наричат тригери с броячен вход или
Т тригери. Намират изключително приложение в импулсната техника.
Диодите Д
1 и Д2 са поставени за да се избегне влиянието на запускащите
импулси в момента на преобръщане на тригера – в този момент диодите не
пропускат положителни импулси към базите на транзисторите.

Лекция: Тригери.
стр. 5 от 8

Фиг. 4. Т тригери (тригери с броячен вход)
Съществува голямо разнообразие в начините за пускане на тригерите –
например в колекторната верига, в емитерната верига, а може да се използват и
комбинирани методи.
Свойството на тригерите да остават неограничено време в устойчивите си
състояния определя тяхното широко приложение като памет – т.е. запомняне на
едно състояние от две възможни.

Лекция: Тригери.
стр. 6 от 8
2. Несиметрични тригери
Несиметричният тригер, показан на (фиг.5), се нарича още тригер с
емитерна връзка или тригер на Шмит.


Фиг. 5. Тригер с емитерна връзка, тригер на Шмит.
Тази схема може да се разгледа като получена от схемата на симетричен
тригер, едната колекторно-базова връзка на който е заменена с обратна връзка по
ток, осъществена чрез общия емитерен резистор R
Е.
В едното устойчиво състояние на тригера, транзистор Т
1 е запушен от пада
на напрежение върху резистора R
E, създаден от протичащия през отпушения
транзистор Т
2 ток.
Условието за запушване на транзистор Т
1 е
max0212
1
2
)..(..
...
CCECCC
CCE
IRRRER
ERR
R
++
≤
β
β
. (5)
Освен това трябва да е изпълнено и условието транзистор Т
2 да е наситен:
BE
CB
RR
RR
R
+
≤
.
..
2
β
β
. (6)
При постепенно повишаване на входното напрежение се достига до
стойност U
1, за която напрежение UBE става равно на нула (в действителност то е
около 0,6 – 0,7 V) и транзистор Т
1 се отпушва. Това напрежение се нарича първи
праг на задействане на тригера:

Лекция: Тригери.
стр. 7 от 8
E
EC
C
R
RR
E
U .
2
1
+
≈
. (7)
През транзистор Т
1 протича колекторен ток и потенциала на колектора му
намалява. Този спад през делителя R-R
B и ускоряващия кондензатор С се предава
на базата на Т
2. Това предизвиква намаляване на колекторния и емитерния му ток.
Потенциалът на общата точка на емитерите намалява и Т
1 се отпушва по-силно.
Възниква лавинообразен процес, тригерът се обръща и преминава във второто си
устойчиво състояние.
Условията за неговата стабилност са подобни – сигурно запушване на Т
2,
изпълнено при условие, че:
( )
max01
.
.
CEC
CE
B
IRR
ER
R
+
≤
(8)
и насищане на транзистор Т
1 при условие, че:
E
C
RR
RR
R
.
..
2
21
1
β
β
+
≤
. (9)
По-нататъшното увеличаване на входното напрежение води само до
нарастване на базовия и емитерен ток на транзистор Т
1 без да предизвиква
съществени изменения в състоянието на схемата.
При понижаване на входното напрежение, тригерът се преобръща при друга
стойност на U
2, която се нарича втори праг на задействане.
Намаляването на входното напрежение води до повишава не на
напрежението на базата на Т
2 и когато то се изравни със спада върху емитерния
резистор R
E , по-точно го надвиши с 0,6 – 0,7 V, която стойност се пренебрегва в
сравнение със напрежението на захранващия източник Е
С), транзисторът Т2 се
отпушва:








++
≈
E
C
B
CB
R
R
RR
ER
U
1
2
1.
.
. (10)
Напрежението U
2 е с по-малка стойност от U1.
В зависимост от избора на постоянно напрежение Е
С, което се определя от
делителя на напрежение R
2-R1, са възможни два режима на работа:

Лекция: Тригери.
стр. 8 от 8
1. При U 1 > E0 > U2, т.е. напрежението е избрано между двата прага на
задействане – обикновено в средата на хистерезисната област –
схемата работи подобно на симетричен тригер. При подаване на
входни импулси с редуваща се полярност тригерът последователно
сменя устойчивите си състояния.
2. При E
0 < U2 устройството практически има едно устойчиво състояние.
Когато входното напрежение нарасне и достигне до U
1, тригерът се
обръща, но остава в това си състояние само докато напрежението не
се намали до U
2.
Най-често се използва втория режим на работа. Тригерът на Шмит се
използва за получаване на правоъгълни импулси със стръмни фронтове от входни
напрежения с произволна форма и като амплитудни дискриминатори (задействане
от импулси, превишаващи прагова стойност U
1).