Троичный мостовой триггер богдановича

(50 4 Н 03 К 3/29 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР М 1084976, кл. Н 03 К 3/29, 1982.Авторское свидетельство СССР У 1238206, кл. Н 03 К 3/29, 1984.(54) ТРОИЧНЫЙ МОСТОВОЙ ТРИГГЕР БОГДАНОВИЧА(57) Изобретение относится к импульсной технике, в частности, к устройствам с время устойчивыми состояниями. Цель изобретения - повьппение надежности в работе и КОД триггера, достигается введением в него четырех транзисторов 23 и 24 первого типа проводимости и 25 и 26 второго типа прово 801265969 А 1 димости, а также четырех резисторов.На чертеже показаны транзисторы 1-6первого типа и 18 и 19 второго типапроводимости; резисторы 7-12, 21 и22, 27 и 29, 31 и 34; входы 13-5;выходы 16, 17; шина питания 20; диоды 28 и 30; нагрузка 35. ПовьппениеКПД достигается за счет того, чтонасыщение открытых диагональных"транзисторов во втором и третьем состоянии триггера обеспечивается эасчет одного и того же тока, проходящего через резистор 27 или 29, и засчет того, что в установившемся режиме базовые токи транзисторов могутбыть сведены к минимуму. Принципиальная схема триггера по п.3 формулыизобретения приводится в описанииизобретения. 2 э,п. ф-лы, 2 ил.Изобретение относится к импульсной технике, а именно к устройствам с тремя устойчивыми состояниями.Цель изобретения - увеличение надежности работы и КПД триггера. 5На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема троичного мостового триггера; на фиг,2 - то же триггера, сдержащего дополнительные элементы, 10Троичный мостовой триггер (фиг.1) содержит шесть транзисторов 1-6 первого типа проводимости. Эмиттеры транзисторов 1,2,5,6 соединены с общей шиной, которая через первый, вто рой, третий и четвертый резисторы 7-10 соединена с базами транзисторов 1-4, базы транзисторов 5 и 6 через пятый и шестой резисторы 11 и 12 соединены с первым входом 13, базы тран зисторов 3 и 4 соединены со вторым и третьим входами 14 и 15, коллекторы ,транзисторов 1 и 2 соединены с первым и вторым выходами 16 и 17 и соответственно с коллекторами седьмого и восьмого транзисторов 18 и 19 второго типа проводимости, эмиттеры которых подключены к шине 20 питания и через седьмой и восьмой резисторы 21 и 22 - к их базам, коллекторы и базы ЗО девятого и десятого транзисторов 23 и 24 первого типа проводимости соединены соответственно с базами и коллекторами транзисторов 18 и 19, коллекторы и базы одиннадцатого и две надцатого транзисторов 25 и 26 второго типа проводимости подключены соответственно к базам и коллекторам транзисторов 1 и 2, эмиттеры транзисторов 23 и 24 соединены через после довательно соединенные девятый резистор 27 и первый диод 28 и через последовательно соединенные десятый резистор 29 и второй диод 30 соответственно с эмиттерами транзисторов 26 и 25, коллекторы которых соединены с эмиттерами транзисторов 4 и 3, а коллекторы последних соответственно через одиннадцатый и .двенадцатый резисторы 31 и 32 подключены к базам тран эисторов 18 и 19, базы транзисторов 5 и 6 через тринадцатый и четырнадцатый резисторы 3 и 34 соединены с общей шиной, а между выходами 16 и 17 включена нагрузка 35.55Троичный мостовой триггер (фиг.2) содержит дополнительно пятнадцатый, шестнадцатый, семнадцатый и восемнадцатый резисторы 36-39, первый и второй дополнительные диоды 40 н 41 и первый и второй стабилитроны 42 и 43, при этом вход 14 соединен с базой транзистора 3 через последовательно включенные резистор 36 и стабилитрон 42, а через последовательно соединенные резистор 36 и диод 40 - с эмиттером транзистора 26, вход 15 соединен с базой транзистора 4 через последовательно включенные резистор 37 и стабилитрон 43 и через последовательно соединенные резистор 37 и диод 41 - с эмиттером транзистора 25, входы 14 и 15 через резисторы 38 и 39 соединены с базами транзисторов, 6 и 5.Троичный мостовой триггер (фиг,1) работает следующим образом.При включении напряжения питания и низких потенциалах на входах триггер устанавливается в первое устойчивое состояние, при котором все транзисторы закрыты, на выходах 16 и 17 одинаковые потенциалы, примерно равные половине напряжения питания, ток в нагрузке 35 отсутствует, Это состояние устойчиво, потому что потенциалы на выходах 16 и 17 одинаковы (падение напряжения на нагрузке за счет некоторой разницы обратных токов коллекторов транзисторов 1,2, 18 н 19 незначительно), а для открывания эмнттерных переходов транзисторов 23 и 26, 24 и 25 необходимо напряжение порядка 1,4-1,7 В, а с учетом включенных диодов 30 и 28 эта величина достигает 2,1-2,9 В. В этом состоянии триггер практически не потребляет энергии.Если на вход 14 поступает положи. тельный импульс, открывается транзистор 3, ток эмиттера которого открывает транзистор 1, а ток коллектора, ограниченный резистором 32, открыва" ет транзистор 19. Потенциал на выходе 16 уменьшается до нуля, а потенциал на выходе 17 возрастает до напряжения питания, что приводит к возникновению тока в нагрузке 35, смещению эмиттерных переходов транзисторов 24 и 25 и диода 30 в прямом направлении и возникновению тока эмит 1 еров транзисторов 24 и 25, величина которого ограничивается резистором 29. Это приведет к открыванию транзисторов 24 и 25, токи коллекторов которых будут удерживать транзисторы1261 и 19 в насьпценном состоянии после окончания импульса на входе 14 и закрывания транзистора 3Таким образом, триггер будет переключен во второе устойчивое состояние, при котором транзисторы 1,25,24 и 19 открыты, а остальные закрыты, на выходе 16 низкий, а на выходе 17 высокий потенциал, в нагрузке 35 протекает ток в направлении от выхода 17 к выходу 16,10Если мостовой троичный триггер находится в первом устойчивом состоянии и на вход 15 поступает положительный импульс, то аналогичным образом устройство будет переключено в третье устойчивое состояние, при котором транзисторы 23,18,2 и 26 открыты, а остальные закрыты, на выходе 16 высокий, а на выходе 17 низкий потенциалы, в нагрузке протекает ток 20 в направлении от выхода 16 к выходу 17.Во время действия импульса на входе 14 (15) базовые токи транзисторови 19 (2 и 18) равны сумме токов, .25 протекающих через транзисторы 25 и 24 (23 и 26) и через транзистор 3 (или 4), что способствует переключению триггера при нагрузках с пусковыми токами (двигатели постоянного то- З 0 ка, лампы накаливания и т.п.) и позволяет достичь более высокого КПД в режиме (длительность входных импульсов на входах 14 и 15 должна быть большей, чем длительность переходного процесса пускового тока в нагрузке).Если триггер находится во втором устойчивом состоянии и на вход 13 поступает положительный импульс, то 40 открываются и входят в насьпцение транзисторы 5 и 6, ток коллектора транзистора 5 шунтирует базовый ток транзистора 1 и последний закрывается. Потенциал на выходе 16 увеличи вается, что приводит к уменьшению тока в нагрузке 35, и через резистор 29, следовательно, уменьшаются токи транзисторов 25 и 24, что приводит к их закрыванию и выключению транзистора 19, т.е. переключению триггера в первое устойчивое состояние, После окончания импульса на входе 13 транзисторы 5 и 6 закроются.Если мостовой троичный триггер на.55 ходится в третьем устойчивом состоянии и на вход 3 поступает положительный импульс, то аналогичным обра 5969 фзом триггер будет переключен в первое устойчивое состояние.Переключение триггера из второгоустойчивого состояния в третье илииз третьего во второе сопровождаетсясквозными токами через транзисторыи 18, 2 и 19. Поэтому этот триггерследует переключать иэ второго состояния в первое, а затем в третье;или в обратной последовательности.Предлагаемый мостовой троичный триггер более экономичен, так как во втором и третьем устойчивых состояниях удержание диагональныхтранзисторов 1 и 19 (2 и 18) в насьпценном состоянии осуществляется одним и тем же током, проходящим через резистор 29 (27).Мостовой троичный триггер надежно работает в широком диапазоне напряжений питания, так как не содержит стабилитронов в цепях обратных связей,Триггер более экономичен и при работе на нагрузку, имеющую пусковые токи, так как величина базовых токов выходных транзисторов во время действия входных импульсов имеет повьппенную величину по сравнению с установившимся значением базовых токов (когда входные импульсы не действуют на входы 14 и 15), что позволяет выбирать более экономичную величину базовых токов в установившемся режиме,Троичный мостовой триггер (фиг.2), содержащий дополнительные элементы, работает следующим образом.При включении напряжения питания и низких потенциалах на входах 13-15 троичный мостовой триггер устанавливается в первое устойчивое состояние, при котором все транзисторы триггера закрыты, на выходах 16 и 17 одинаковые потенциалы, в нагрузке 35 отсутствует ток. В этом состоянии триггер практически не потребляет энергии.Если на вход 15 поступает положительный импульс, амплитуда которого должна значительно превышать напряжение пробоя стабилитрона 43 (транзисторы 25 и 1 закрыты и ток через диод 4 протекать не может), то пробивается стабилитрон 43 и возникает ток базы транзистора 4, который открывается. Одновременно током через резистор 39 открывается транзистор 5. Ток эмиттера транзистора 4 открывает транзистор 3, а ток коллектора транзистора 4, который ограничивается ре5 12659 Троичный триггер переключится во вто открыт и токи (без "силовых" транзисторов 2 и 18) состоят из двух состав30 баэ "силовых"(выходных) транзисторов 3также имеют повьппенное значение. После окончания переходного процесса внагрузке 35 ток ее уменьшится (т.е.снизится до номинального), импульсво входе 15 должен окончиться (т.е.длительность входного импульса долждут удерживаться в насыщенном состоязистором 31, открывает транзистор 18. Это приводит к увеличению потенциалана выходе 16, уменьшению потенциалана выходе 17 и смещению эмиттерныхпереходов транзисторов 23 и 26, атакже диода 28 в прямом направлении,а эмиттерных переходов транзисторов24 и 25 и диода 30 - в обратном направлении. Возникает ток через эмиттеры транзисторов 23 и 26, резистор 27 и диод 28, который открывает транзисторы 23 и 26, токи коллекторов которых протекают через базы транзисторов 2 и 19 еще больше их открывая. рое устойчивое состояние, при котором транзисторы 21, 26, 23 и 18 открыты, на выходе 16 высокий потенциал, а на выходе 17 - низкий, через нагрузку 35 протекает ток в направлении от выхода 16 к выходу 17.Пока на входе 15 присутствует положительный импульс, транзистор 4 ляющих: токов коллекторов транзисторов 23 и 26, величина которых определяется величиной резистора 27, итоков коллектора и эмиттера транзистора 4, величина которых определяется величиной ограничивающего резистора 31. Поэтому в момент возникновеиия тока нагрузки 35, когда он имеет повышенное (пусковое) значение, токи на быть равна длительности переходного процесса в нагрузке), транзистор4 закроется, а транзистор 2 и 18 бунии за счет токов коллекторов транзисторов 26 и 23, которые определяются величиной резистора 27. 5 0 69 Ьв найравлении от выхода 17 к выходу 16.Если во втором устойчивом состоя,нии на вход 14 поступает положительный импульс, то возникает ток через резистор 38, что приводит к открыванию транзистора 6, а ток через стабилитрон 42 возникнуть пока на может, так как он шунтируется через диод 40 и открытые транзисторы 26 и 2. Открывание и насьпцение транзистора 6 приводит к тому, что ток базы транзистора 2 шунтируется насьпценным транзистором 6 (падение напряжения на участке коллектор " эмиттер насьпценного транзистора 6 значительно меньше, чем падение напряжения на участке база - эмиттер насьпценного транзистора 2). Транзистор 2 выйдет из насьпцения и начнет закрываться, потенциал на выходе 17 будет возрасТать, что приведет к возрастанию потенциала на базе транзистора 26 и закрыванию последнего, а следовательно, к уменьшению токов эмиттера и коллектора транзистора 23, что, в свою очередь, приведет к выходу из насыщения и закрыванию транзисторов 18 и 23 и уменьшению потенциала на выходе 16.Когда напряжение на эмиттере транзистора 26 превысит напряжение пробоя стабилитрона 42 (т.е. диод 40 и закрытые транзисторы 26 и 2 не будут шунтировать ток стабилитрона 42), последний пробивается, возникает ток базы транзистора 3, и последний открывается. Ток эмиттера транзистора 3 открывает транзистор 1, а ток его коллектора открывает транзистор 19. Это приводит к еще большему уменьшению потенциала на выходе 16 и увеличению потенциала на выходе 17, а следовательно, эапиранию эмиттерных переходов транзисторов 23 и 26 и диода 30. Транзисторы 24 и 25 откроются, и токи их коллекторов увеличат токи баз транзисторов 19 и 1.Аналогичным образом, в силу симметрии устройства, если в первом устойчивом состоянии на вход 14 поступает положительный импульс, то триггер будет переключен в третье устой 50 чивое состояние, при котором транзис торы 1,19,24 и 25 открыты, на выходе.16 - высокий, а на выходе 17 - низкийпотенциалы, ток в нагрузке протекает Пока на входе 14 присутствует положительный импульс, токи баз транзисторов 1 и 19 определяются двумя составляющими: токами эмиттера и коллектора транзистора 3 и токами коллекторов транзисторов 25 и 24 и имеют повышенное значение, что способствует насыщению транзисторов 1 и 19 во время переходных процессов в нагрузке 35 (т,е. коммутационных или пусковых. окончания переходных процессов в нагрузке положительный импульс на входе14 заканчивается и транзистор 3 закрывается. Токи баз транзисторов 1 и19 в это время определяются толькотоком коллекторов транзисторов 25 и24, которые, в свою очередь, определяются величиной резистора 29 и напряжением питания. Таким образом триг- Огер из второго устойчивого состоянияпереключится в третье.Аналогичным ббраэом, в силу симметрии устройства, триггер можетбыть переключен из третьего устойчивого состояния во второе подачей положительного импульса на вход 15.Переключение из второго устойчивого состояния в третье или наоборотпроисходит беэ сквозных токов через щотранзисторы 1 и 18 (или 2 и 19), потому что в процессе переключения вначале закрываются открытые транзисторы, а только потом открываются закрытые транзисторы благодаря блокиров ке (стабилитроны 42 и 43 и диоды 41и 40),Если триггер находится во второмили третьем состоянии и на вход 13поступает положительный импульс, тооткрываются .и входят в насыщениетранзисторы 5 и 6, открытый транзистор 2 или 1 закрывается, что приводит к выравниванию потенциалов на выходах 16 и 17, закрыванию остальныхоткрытых транзисторов и переключениютриггера в первое устойчивое состояние,В установившемся режиме (т.е.,когда на входах нулевые потенциалы итриггер находится во втором или третьем устойчивых состояниях) при коротких замыканиях в нагрузке (илизначительном превышении тока нагрузки) происходит выравнивание потенциалов на выходах 16 и 17, что приводитк переключению триггера в первое устойчивое состояние, при котором всетранзисторы закрыты и ток нагрузкиотсутствует, т,е. токи через транзисторы прекращаются, чем обеспечивается защита транзисторов от пробоя.. Троичный мостовой триггер, содержащий девять резисторов, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой транзисторы первого типа проводимости, эмиттеры первого, второго, пятого и шестого транзисторов соединены с общей шиной, которая соответственно через первый, второй,.третий и четвертый резисторы соединена с базами первого, второго, третьего и четвертого транзисторов, базы пятого и шестого транзисторов соответственно через пятый и шестой резисторы соединены с первым входом, базы третьего и четвертого транзисторов соответственно соединены с вторым и третьим входами, коллекторы первого и второго транзисторов подключены соответственно к первому и второму выходам и соответственно - к коллекторам седьмого и восьмого транзисторов второго типа проводимости, эмиттеры которых подключены к шине питания и соответственно через седьмой и восьмой резисторы - к базам седьмого и восьмого транзисторов, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью увеличения надежности работы и КПД, в него введены четыре резистора, девятый и десятый транзисторы первого типа проводимости, одиннадцатый и двенадцатый транзисторы второго типа проводимости, при этом базы и коллекторы девятого, десятого, одиннадцатого и двенадцатого транзисторов соединены соответственно с коллекторами и базами седьмого, восьмого, первого и второго транзисторов, эмиттеры девятого и десятого транзисторов соединены соответственно через девятый и десятый резисторы с эмиттерами двенадцатого и одиннадцатого транзисторов, коллекторы девятого и десятого транзисторов соответственйо через одиннадцатый и Повышение КПД в предлагаемом троичном мостовом триггере достигается эа счет того, что насыщение открытых 55 диагональных" транзисторов во втором или третьем состоянии осуществляется эа счет одного и того же тока,969 8проходящего через резистор 27 или 29.,Кроме этого, во время пусковых токов(переходных процессов) нагрузки эасчет подачи на входы 14 и 15 импульсов, длительность которых равна илипревьппает время переходных процессов,а на базы выходных транзисторов втекает дополнительный ток (через транзистор 3 или 4), в установившемся режиме базовые токи могут быть сведенык минимуму, что также повьппает КПДустройства.5969 Составитель А.Ян Техред М.Ходанич Редактор Н.Егоро Корректор Т.Колб Заказ 5680/5 Подписно комитета ССС открытий ушская наб., Тираж 816НИИПИ Государственнопо делам изобретени13035, Москва, Ж,изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 9 126 двенадцатый резисторы соединены с коллекторами четвертого и третьего транзисторов, эмиттеры которых подключены соответственно к базам второго и первого транзисторов, базы пятого и шестого транзисторов подключены соответственно через тринадцатый и четырнадцатый резисторы к общей шине.2, Триггер по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности в работе, последовательно с девятым и десятым резисторами включены первый и второй диоды,3. Триггер по пп.1 и 2, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения надежности работы и КТЩ, в него введены четыре резистора, два 10дополнительных диода и два стабилитрона, при этом между вторым входоми базой третьего транзистора последовательно включены пятнадцатый резистор и первый стабилитрон, точка соединения которых через первый дополнительный диод подключена к эмиттерудвенадцатого транзистора, между третьим входом и базой четвертого тран О зистора последовательно включенышестнадцатый резистор и второй стабилитрон, точка соединения которых через второй дополнительный диод подключена к эмиттеру одиннадцатого 15 транзистора, второй и третий входычерез семнадцатый и восемнадцатый резисторы соединены соответственно сбазами шестого и пятого транзисторов.