Circuite basculante astabile

Circuite basculante astabile

Un circuit basculant astabil nu are stari stabile si prin urmare basculeaza continuu si alternativ intre cele doua stari instabile. Schema tipica a unui CBA cu cuplaj colector-baza si formele de unda sint date in figura.

Datorita simetriei, presupunem la alimentare i_c1=i_c2 0. Daca se presupune un mic dezechilibru, adica i_c1 creste, atunci:

Circuitul ajunge in starea cu T₁ saturat si T₂ blocat. Similar se poate ajunge in starea cu T₂ saturat si T₁ blocat. Deci cele doua stari cvasistabile sint T₁ saturat si T₂ blocat si invers. Prezenta buclei de reactie pozitiva asigura trecerea in avalansa dintr-o stare in cealalta.

Conditiile de saturare ale celor doua tranzistoare sint:

- pentru T₂ bi_b2 i_c2 sau b(E_C-U_BE2)/R₂ (E_C-U_CE2sat)/R_C2

Neglijind U_BE2sat si U_CE2sat fata de E_C bR_C2 R₂

- pentru T₁ bi_b1 i_c1 si deci bR_C1 R₁

Functionarea circuitului este urmatoarea:

Presupunem initial T₁ saturat si T₂ blocat (fig. a)

C₁ se incarca rapid prin R_C2 si U_BE1sat la o tensiune apropiata de E_C cu polaritatea din figura.

U_C1=E_C-R_C2I_CB0-U_BE1sat

C₂ se incarca prin R₂ si U_CE1sat cu sensul figurat => se descarca de polaritatea din paranteza si tinde spre polaritatea opusa. Atunci cind U_BE2 depaseste U_P, T₂ se deschide => se amorseaza procesul in avalansa in urma caruia T₁ blocat si T₂ saturat (fig. b).

Saltul negativ din colectorul lui T₂ se transmite prin C₁ in baza lui T₁ mentinindu-l blocat. Concomitent se pornesc doua procese:

- incarcarea lui C₂ prin R_C1 la U_C2=E_C-R_C1I_CB0-U_BE2sat

- incarcarea lui C₁ prin R₁ cu curentul figurat => se descarca de polaritatea din paranteze si tinde sa se incarce cu polaritatea inversa. Situatia din figura b tine atit timp cit U_BE1 U_g1

Calculul acestui timp decurge astfel:

U_BE1(0)=U_CEsat-U_CE1(0)=U_CEsat-E_C+R_CI_CB0+U_BE1sat

U_BE1 )=E_C+R₁I_CB0

t=R₁C₁

U_BE1(t)=E_C+R₁I_CB0+[-E_C+U_CEs+R_C2I_CB0+U_BEs-E_C-R₁I_CB0]e^-t/t

U_BE1(T₁)=U_P1

_{T1= R1C1ln}

Dupa scurgerea acestui timp, circuitul basculeaza in situatia din figura c. Aceasta situatie se mentine atit timp cit T₂ este tinut blocat de tensiunea negativa datorata lui C₂

U_BE2(0)=U_CE1sat-U_CE2(0)=U_CE1-E_C+R_CI_CB0+U_BEsat

U_BE )=E_C+R₂I_CB0

t =R₂C₂

U_BE(t)=E_C+R₂I_CB0+[-E_C+U_CEs+R_C1I_CB0+U_BEs-E_C-R₂I_CB0]e^-t/t

U_BE(T₂)=U_P

_{T2= R2C2ln}

Neglijind R₂I_CB0, R_C1I_CB0, U_CEs, U_BEs si U_P fata de E_C, se calculeaza:

_{T1= R1C1ln= R1C1}

_{T2= R2C2}

Observatii

1. Frecventa de oscilatie - HzMHz

2. Inegalitatile pentru conditiile de saturatie nu trebuie sa fie prea puternice. In caz contrar tranzistoarele vor fi suprasaturate si in unele cazuri schema poate sa nu oscileze, ambele tranzistoare fiind saturate.

3. Pentru obtinerea unor impulsuri de durate diferite, trebuie ca C₁ C₂ si R_C1=R_C2. Pentru durate foarte diferite se aleg C₁ C₂ si R_C1>R_C2 (si implicit R₁>R₂). Un condensator are revenirea iar celalalt dicteaza temporizarea; trebuie ca revenirea sa fie completa.

4. La blocarea tranzistorului, frontul de blocare este rotunjit datorita incarcarii condensatorului prin rezistenta R_C. Durata frontului este deci t_I=2.3R_CC. Imbunatatirea frontului se poate realiza ca in figura, unde atunci cind T este saturat, R_C2 este paralel cu R'₁ si R_C1 paralel cu R'₃ (deci R_{C ech}=R_C || R' ), iar incarcarea lui C se face numai prin R₃ sau R₄ datorita diodelor.