Мультивибраторы на транзисторах

Наиболее широкое применение получил мультивибратор с коллекторно – базовыми связями (рис 4.6).

Рис.4.6. Схема мультивибратора на транзисторах.

При подключении схемы к источнику питания, оба транзистора открыты, поскольку их базы через резисторы и подключены к источнику питания. Однако такое состояние неустойчиво.

Пусть в результате любого случайного воздействия несколько увеличится ток коллектора транзистора . При этом увеличится падение напряжения на резисторе и потенциал коллектора транзистора начнет уменьшаться. Это уменьшение напряжения через конденсатор передается на базу транзистора , который начнет закрываться. Коллекторный ток транзистора при этом уменьшается, напряжение на его коллекторе увеличивается и, передаваясь через конденсатор на базу транзистора , еще больше увеличивает ток , отпирая . Этот процесс протекает лавинообразно и заканчивается тем, что транзистор входит в режим насыщения, а транзистор – в режим отсечки. При этом конденсатор перезаряжается через и переход база-эмиттер открытого транзистора . Схема переходит в одно из своих временно устойчивых состояний. При этом открытое состояние транзистора VT₁ обеспечивается смещением от источника питания через резистор , а запертое состояние транзистора – низким потенциалом на конденсаторе , который при открывании транзистора зарядился отрицательно (по отношению к базе ). На временных диаграммах (рис.4.7) описанные процессы соответствуют моменту времени . Теперь конденсатор , начинает перезаряжаться через резистор и открытый транзистор от источника питания , при этом напряжение на нем стремится увеличиться до . В момент времени напряжение на базе транзистора становиться больше нуля, и он отпирается. Появление тока через транзистор приводит к процессу, аналогичному описанному выше. В результате транзистор войдет в режим насыщения, а транзистор – в режим отсечки (второе временно-устойчивое состояние). В промежутке времени - происходит разрядка конденсатора и зарядка конденсатора .

Таким образом, переходя из одного временно-устойчивого состояния в другое, мультивибратор формирует на коллекторах транзисторов выходное напряжение почти прямоугольной формы, положительной полярности, сдвинутых по фазе друг относительно друга на .

Рис.4.7. Временные диаграммы работы мультивибратора.

Рассмотрим расчет мультивибратора.

Напряжение на базе любого из транзисторов изменяется по экспоненциальному закону:

, (4.13)

где для транзистора а для транзистора .

При напряжение на базе , тогда из уравнения (4.13) получим

, , .

Аналогичным образом можно получить

Полный период колебаний .

На частотах ниже 100 Гц конденсаторы в схеме мультивибратора должны иметь слишком большую емкость. На частотах свыше 100 кГц становится заметным влияние инерционности транзисторов. Поэтому на низких частотах используют схемы на базе компараторов, а на высоких частотах эмиттерно-связанные мультивибраторы.