Триггер

Изобретение относится к импульснойтехнике, а именно к устройствам сдвумя устойчивыми состояниями,Целью изобретения является повышение быстродействия триггера путем 5уменьшения насыщений основноготранзистора.На чертеже представлена принципи,альная схема триггера.Триггер содержит два биполярных Отранзистора - основной 1 и вспомога"тельный 2, соответственно первого ивторого типов проводимости, эмиттеросновного транзистора 1 подключен кобщей шине, к его, базе подключены 5коллектор вспомогательного транзистора,2 и через первый резистор 3 -шина первого источника 4 смещения,коллектор основного транзистора 1соединен с базой вспомогательного 20транзистора 2 и через резистор 5 на-.,грузки с шиной источника 6 питания,а эмиттер вспомогательного транзисто.ра 2 через второй резистор 7 подключен к шине третьего источника 8 смещения.Триггер работает следующим обра"зом. В исходном состоянии оба транэиа-ЗО тора 1 и 2 закрыты, соответственно, источниками смещения 4 и 8, напряже ние от которых поступает на базу ос новного транзистора 1 через первый резистор 3, а на эмиттер вспомогательного транзистора 2 - через вто- З 5 рой резистор 7. Ток через резистор 5 нагрузки и напряжение на нейблизки к нулю., Поступление положительного импульса включения на базу основного транзистора 1 вызывает уве-. 40 личение его коллекторного тока, а также тока базы вспомогательного транзистора 2. Следойательно, начинает увеличиваться его коллекторный ток, что способствует дальнейшему открыванию транзистора 1. Развивается лавинообразный процесс включения транзисторов, который теперь может продолжаться без внешнеговоздействия. Переходный процесс вклю чения завершается, когда вспомогательный транзистор 2 входит в насыщение и рост его токов прекращается. При этом основной транзистор 1 остается в активном режиме и в иа сьпцение не входит., если он выполнен из материала с большим потенциальным барьером, чем вспомогательный транзистор, Таким образом, роль вспомогательного транзистора 2 состоит в создании регенерации. (положительной обратной связи) в течение переходных процессов и обеспечении необходимой величины статического тока включенного состояния основного транзистора 1Для устойчивости включенного состояния триггера необходимо выполнение условия68 11 кэ 116 эф 1 т116-11 Кэ 1 + ПБЭ -П 4/;, К Вэтого второго статического состояния триггера, в котором через резистор 5. нагрузки протекает ток открытых транзисторов 1 и 2.1, 16 Кэ 1 11 /р, . 6При поступлении на базу основного транзистора 1 отрицательного импульса выключения транзисторы 1 и 2 начинают запираться, вновь протекает лавинообразный регенеративный переходный процесс, но в обратном направлении. В результате оба транзистора 1 и 2 оказываются закрытыми, т,е, схема возвращается в исходное состояние. Так как основной транзистор 1 не был в области насыщения, а вспомогательный транзистор 2 хотя И находился в:насыщении, но работал с небольшим коллекторным током, близ. ким к току базы основного транзистора 1, переходной процесс выключения оказывается очень коротким, а обычный для триггера этап задержки рассасывания практически отсутствует. Следовательно, управляющие сигналы переключения могут иметь значительно, большую частоту повторения без нарушения работы устройства.Количественный анализ предлагаемо; го решения проводится с использованием уравнений модели по ЭберсуМоллу. Введем обозначения токов 1, 16% 16 протекающих через резисторы 4, 6, 8 соответственно. Преобразования уравнения Эберса"Молла, записанных для структурных связей схемы триггера, приводят к выражению для тока коллектора основного транзистора 11241427 Составитель А, ЯновРедактор А. Долинич Техред Н,Воикало Корректор А. Зимокосов Заказ 3611/53 Тираж 816 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 гдеи- коэффициент передачикьов схеме ОБ и тепловойток коллекторного пе-.рехода транзисторов. Иэ этого выражения следует, что при вымол енин условия 1 мкпос Учетом 1, 1 Б+1-1 получим 1 К,1 ЗПоследнее выражение является ус- . ловием нахождения основного транзистора 1 в активном режиме и отсутствием насьпцения независимо от величины внешних токов. Величина теплового тока р-.и перехода определяется форму. лойОв. З Ч1 =1 ь -- ехр (- - )о кео Ь Н Ют где ц - заряд электрона;Р - коэффициент диффузии;Ь - диффузионная длина неосновных носителей в базе;.Я - концентрация легирующей примеси базы;Б - площадь р-и перехода;ф - ширина запрещенной зоны и-изматериала, выраженная ввольтах р(Се) - 0,67 В;.ф(Бз.) - 1,11 В; (р (азСа)- -1,4 В для обычной температуры;Я; температурный потенциал(25 МВ при 300 К).Таким образом, основной причиной, определяющей уровень теплового тока, является ширина запрещенной зоны ( от величины которой тепловой зф ток зависит экспоненциально. Парыкремний-германий и арсенид галлиякремний имеют отличие в ширине зоныпорядка (0,3-0,4)В, что определяетразличие обратных тепловых токов нанесколько порядков 1 при прочих равных условиях), т,е. применение транзисторов из укаэанных пар материалов автоматически реализует условие 10 1 (1 ро, полученное вьппе в результате анализа отсутствия насьпцения основного транзистора 1 в структуре триггера,гг 15 Формула изобретения Триггер, содержащий основнойтранзистор первого типа проводимости, эмиттер которого соединен с обуй щей шиной, база подключена к коллектору вспомогательного транзисторавторого типа проводимости и черезпервый резистор - к шине первогоисточника смещения, коллектор ос новного транзистора соединен с базой вспомогательного транзистора ичерез резистор нагрузки с источникомпитания, а эмиттер вспомогательноготранзистора через резистор подключенк шине второго источника смещения,о:т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения быстродействия,основной транзистор выполнен из материала с шириной запрещенной зоны большей,чем вспомогательныйтранзистор.