Тема 9. Генератори на логічних елементах

3.2. Мультивібратори

Мультивібратор являє собою генератор несинусоїдальних коливань,
близьких за формою до прямокутних. Такі коливання можна розглядати як
суму великого числа простих гармонійних коливань. Звідси й назва
«мультивібратор», або буквально «генератор безлічі простих коливань».
Мультивібратори широко використовують в імпульсній техніці, в ЕОМ і
обладнаннях автоматики в якості пускових або перемикаючих пристроїв.
Розрізняють три режими роботи мультивібраторів: автоколивальний,
синхронізації, й що чекає.
Розглянемо симетричний мультивібратор, що працює в режимі
автоколивань (мал. 2).
При підключенні даної схеми до джерела живлення EK виникає режим
хиткої рівноваги, тому що, незважаючи на симетрію схеми, у будь-який момент може порушитися рівність колекторних струмів.

Якщо, наприклад, трохи збільшиться струм iK1, то це приведе до
зменшення потенціалу на колекторі Т1. А тому що напруга на конденсаторі C1
не може змінитися миттєво, те негативний стрибок напруги на колекторі Т1,
передається на ділянку база-емітер транзистора Т2. Це викличе зменшення
струму колектора iK 2 й, отже, підвищення потенціалу колектора Т2.
Підвищення потенціалу колектора Т2 через конденсатор C2 передається на базу
Т1, і струм iK1 ще більше збільшується і т.д. Даний процес наростає
лавиноподібно, тим більше, що кидки напруги на базах збільшуються за
рахунок підсилювальної дії транзисторів. У підсумку транзистор Т2 виявиться
замкненим, а потенціал його колектора практично рівним EK . Транзистор Т1
буде повністю відкритий і насичений, а потенціал на його колекторі - близьким
до нуля (див. мал. 3).
У вихідному стані (до перекидання схеми) конденсатори C1 й C2 були
заряджені з полярністю, показаної на схемі мал. 2, до напруги E i R K K K - .
Під час перекидання схеми напруга на конденсаторах не встигає
змінитися. Після перекидання схеми конденсатор C2 відносно швидко
заряджається до напруги EK по ланцюгу:+EK , RK 2 , C2 , перехід емітер-база
відкритого Т1, -EK . Конденсатор C1 після запирання Т2, перезаряджається по
ланцюгу: +EK , RБ 2 , C1, Т1, -EK . Фактично через резистор RБ 2 у перший
момент проходить струм під дією 2 EK і, отже, до ділянки база-емітер Т2, прикладена напруга -EK , що надійно замикає Т2. При повільнім
перезарядженні C1 струм зменшується, напруга на RБ 2 падає й, коли UC1 = 0,
напруга на ділянці база-емітер Т2 близька до нуля. Транзистор Т2
відкривається, потенціал його колектора починає падати, що приводить до
падіння потенціалу бази Т1 і збільшенню потенціалу його колектора, а отже, і потенціалу бази Т2. Таким чином, виникає новий лавиноподібний процес і
схема знову перекидається. При цьому Т2 відкритий і насичений, Т1
замкнений. Після перекидання конденсатор C1 швидко заряджається через RK1 до напруги EK , а C2 починає повільно перезаряджатися аналогічно
перезарядженню C1. Процесам, що відбуваються в схемі, відповідають графіки напруг, наведені на мал. 3.