因此必須降低到低于-R1Vs/R2時,輸出才會翻轉(zhuǎn)狀態(tài)。一旦比較器的輸出翻轉(zhuǎn)到?Vs,翻轉(zhuǎn)回高電平的閾值就變成了+R1Vs/R2。這樣,電路就形成了一段圍繞原點的翻轉(zhuǎn)電壓帶,而觸發(fā)電平是±R1Vs/R2。只有當輸入電壓上升到電壓帶的上限,輸出才會翻轉(zhuǎn)到高電平;只有當輸入電壓下降到電壓帶的下限,輸出才會翻轉(zhuǎn)回低電平。若R1為0,R2為無窮大(即開路)。電壓帶的寬度會壓縮到0,此時電路就變成一個標準比較器 。輸出特性如右圖所示。閾值T由R1Vs/R2給出,輸出M的大值是電源軌。 實際配置的非反相施密特觸發(fā)電路如下圖所示。
觸發(fā)器
輸出特性曲線與上述基本配置的輸出曲線形狀相同,閾值大小也與上述配置滿足相同的關(guān)系。不同點在于上例的輸出電壓取決于供電電源,而這一電路的輸出電壓由兩個齊納二極管確定。在這一配置中,輸出電平可以通過選擇適宜的齊納二極管來改變,而輸出電平對于電源波動具有抵抗力,也就是說輸出電平提高了比較器的電源電壓抑制比(PSRR)。電阻R3用于限制通過二極管的電流,電阻R4將比較器的輸入漏電流引起的輸入失調(diào)電壓降低到小。
兩個晶體管
在使用正反饋配置實現(xiàn)的施密特觸發(fā)器中,比較器自身可以實現(xiàn)的大部分復雜功能都沒有使用。因此,電路可以用兩個交叉耦合的晶體管來實現(xiàn)(即晶體管可以用另外一種方式來實現(xiàn)輸入
觸發(fā)器
級)。基于2個晶體管的施密特觸發(fā)電路如下圖所示。通路RC1 R1 R2設(shè)定了晶體管T2的基極電壓,不過,這一分壓通路會受到晶體管T1的影響,如果T1開路,通路將會提供更高的電壓。因此,在兩個狀態(tài)間翻轉(zhuǎn)的閾值電壓取決于觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)。
對于如上所示的NPN晶體管,當輸入電壓遠遠低于共射極電壓時,T1不會導通。晶體管T2的基極電壓由上述分壓電路決定。由于接入負反饋,共射極上所加的電壓必須幾乎與分壓電路上所確定的電壓幾乎一樣高,這樣就能使T2導通,并且觸發(fā)器的輸出是低電平狀態(tài)。當輸入電壓(T1基極電壓)上升到比電阻RE上的電壓(射極電壓)稍高時,T1將會導通。當T1開始導通時,T2不再導通,因為此時分壓通路提供的電壓低于T2基極電壓,而射極電壓不會降低,因為T1此時消耗通過RE的電流。此時T2不導通,觸發(fā)器過渡到高電平狀態(tài)。
此時觸發(fā)器處于高電平狀態(tài),若輸入電壓降低得足夠多,則通過T1的電流會降低,這會降低T2的共射極電壓并提高其基極電壓。當T2開始導通時,RE上的電壓上升,然后會降低T1的基極-射極電位,T1不再導通。
在高電平狀態(tài)時,輸出電壓接近V+;但在低電平狀態(tài)時,輸出電壓仍會遠遠高于V?。因此在這種情況下,輸出電壓不夠低,無法達到邏輯低電平,這就需要在觸發(fā)器電路上附加放大器。
上述電路可以被簡化:R1可以用短路連接代替,這樣T2基極就直接連接到T1集電極,R2可以去掉并以開路代替。電路運行的關(guān)鍵是當T1接通(電流輸入基極的結(jié)果)時,通過RE的電流比T1截止時小,因為T1導通時會使T2截止,而當T2導通時,相比T1會為RE提供更大的通過電流。當流入RE的電流減小時,其上的電壓會降低,因此一旦電流開始流入T1,輸入電壓一定會降低以使T1回到截止狀態(tài),這是因為此時T1的射極電壓已降低。這一施密特觸發(fā)緩沖器也可以變成一個施密特觸發(fā)反相器,而且在此過程中還能省去一個電阻,方法是將RK2以短接代替,并將Vout連接到T2射極而不是集電極。不過在這種情況下,RE的阻值應(yīng)該更大,因為此時RE要充當輸出端的下拉電阻,作用是當輸出應(yīng)該為低電平時,其會降低輸出端的電壓。若RE的阻值較小,其上只能產(chǎn)生一個較小的電壓,在輸出應(yīng)該為數(shù)字低電平時,這一電壓實際上會提高輸出電壓。
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