雙穩態觸發器是脈沖和數字電路中常用的基本觸發器之一。雙穩態觸發器的特點是具有兩個穩定的狀態,并且在外加觸發信號的作用下,可以由一種穩定狀態轉換為另一種穩定狀態。在沒有外加觸發信號時,現有狀態將一直保持下去,雙穩態觸發器可以由晶體管、數字電路或時基電路等構成。
一、晶體管雙穩態觸發器
下圖所示為晶體管雙穩態觸發器電路
它是由VT1,VT2兩個晶體管交叉耦合組成。R5,R3是VT1的基極偏置電阻,R2,R6是VT2的基極偏置電阻,R1,R4分別是兩管的集電極電阻。輸出信號可以從兩個晶體管的集電極取出,兩管輸出信號相反。雙穩態觸發器實質上是由兩級共射極開關電路組成,并形成正反饋回路,電路如下圖所示,VT2的集電極輸出端又通過R5反饋到VT1的基極輸入端。
1、雙穩態觸發器的工作過程
雙穩態觸發器的兩個穩定狀態是:要么VT1導通,VT2截止;要么VT2導通,VT1截止。1)VT1導通,VT2截止時的情況
因為VT1導通,Uc1=0V,VT2因無基極偏流而截至,此時Uc2=+VCC,通過R5向VT1提供基極偏流,使VT1保持導通,如下圖所示,電路處于穩定狀態。
1)VT2導通,VT1截止時的情況
因為VT2導通,Uc2=0V,VT1因無基極偏流而截至,此時Uc1=+VCC,通過R2向VT2提供基極偏流,使VT2保持導通,如下圖所示,電路處于另一種穩定狀態。
2、雙穩態觸發器的觸發方式
雙穩態觸發器的觸發方式有單端觸發和計數觸發兩種。
1)單端觸發
單端觸發就是把兩路觸發脈沖分別加到兩個晶體管的基極,如下圖所示,該單端觸發電路采用的是將負脈沖加至導通管基極使其截止的方法,C1與R7,C2與R8分別組成兩路觸發脈沖的微分電路,二極管VD1,VD2隔離正脈沖,只允許負脈沖加到晶體管基極。
觸發過程如下:
設電路處于VT1導通,VT2截止狀態。當在左側觸發端加入一脈沖時,經C1,R7微分,其上升沿和下降沿分別產生正、負脈沖。正脈沖被VD1隔離,負脈沖則經過VD1加至導通管VT1基極使其截止。VT1的截止又迫使VT2導通,雙穩態觸發器轉換為另一穩定狀態。同理,當在右側觸發端加入一脈沖時,使導通管VT2截止,VT1導通,雙穩態觸發器再次翻轉。下圖所示為單端觸發工作波形。
2)計數觸發
計數觸發電路如下圖所示,與單端觸發電路不同的是,計數觸發電路只有一個觸發輸入端,并且微分電阻R7,R8不接地而是改接至本側晶體管集電極。
當觸發端加上觸發脈沖時,經微分后產生的負脈沖使導通管截止,而對截止管不起作用。因此,每一個觸發脈沖都使雙穩態觸發器翻轉一次,電路波形如下圖所示,電阻R7,R8起引導作用,使每次負脈沖只加到導通管基極,保證電路可靠翻轉。
相關資料:一文解析雙穩態開關工作原理