Circuite basculante monostabile

Circuitul are doua stari, una stabila si a doua instabila. In starea stabila circuitul ramine un timp oricit de indelungat pina la aplicarea unui semnal de comanda din exterior care declanseaza un proces de basculare si trecerea circuitului in starea instabila. In aceasta stare circuitul sta un timp determinat de parametrii sai dupa care revine singur in starea stabila.

Ca si in cazul CBB, in structura CBM intervin doua etaje de amplificare si prezenta unor cuplaje de la iesirea unui etaj la intrarea celuilalt, cuplaje care asigura bucla de reactie pozitiva. Aceste cuplaje sint de tipuri diferite: unul este de c.c. iar celalalt este capacitiv. Nesimetria lor asigura caracterul asimetric al circuitului.

CBM cu cuplaj colector - baza

Schema tipica a unui astfel de circuit este data in figura.

Starea stabila se caracterizeaza prin T₁ saturat si T₂ blocat. In starea stabila condensatorul C se incarca cu polaritatea din figura pe circuitul +E_C, R_C, BE_T2, masa, pina la tensiunea U_C(0)=-(E_C-R_C1I_CB0)~E_C unde I_CB0 caracterizeaza T₁ blocat.

Pentru a bascula circuitul in starea instabila, impulsul de comanda se aplica circuitului de diferentiere C_d, R_d, fie direct pe baza lui T₂ (linie plina), fie pe colectorul lui T₁ blocat (linie punct). In urma diferentierii, impulsul negativ trece prin dioda si se aplica bazei tranzistorului saturat T₂, declansind procesul de basculare (comanda similara de la CBB tip JK, respectiv RS).

In urma bascularii se ajunge in starea cvasistabila cu T₁ saturat si T₂ blocat, intr-un timp foarte scurt, astfel ca tensiunea la bornele condensatorului C nu-si modifica practic valoarea fata de situatia din starea stabila. In starea cvasistabila T₁ este mentinut saturat datorita faptului ca T₂ este blocat, iar acesta din urma este mentinut blocat de tensiunea de la bornele condensatorului C, care polarizeaza invers jonctiunea sa baza - emitor.

In starea instabila C se descarca pe circuitul +E_C, R₁, jonctiunea CE_T1sat, masa, si tinde sa se incarce cu polaritatea inversa la valoarea E_C+RI_CB0 (I_CB0 - c. rezidual al lui T₂

In momentul in care tensiunea la bornele lui C nu il mai poate mentine blocat pe T₂, acesta se deschide, se declanseaza un nou proces de basculare, in urma caruia circuitul revine in starea initiala. Condensatorul C se reincarca cu polaritatea figurata determinind rotunjirea frontului crescator al impulsului pe colectorul lui T₁

Se poate aplica un nou impuls de declansare a monostabilului dupa ce condensatorul C s-a reincarcat (deci dupa revenirea sa).

Analiza celor doua stari ale circuitului

Analiza starii stabile (T este blocat si T saturat):

I_CB0 =I_R1 + I_R2

Dar I_R1= (neglijam U_Cesat =0)

I_R2=, de unde

I_CB0 =+ sau R₁R₂I_CB0 = U_BE1(R₂+R₁)+E_bR₁, de unde

U_BE1=( R₁I_CB0-E_b)

Impunind conditiile U_BE1 0 rezulta:

R₂ (conditia de blocare pentru T₁)

Trebuie satisfacuta pentru T c max, adica pentru I_CB0 max.

Pentru asigurarea saturarii tranzistorului T₂ este necesar bI_B2 I_C2    

Dar I_C2 = si I_B2 = (neglijam U_Cesat si U_Besat)

De unde R bR_C2

Conditia trebuie satisfacuta pentru b minim.

Analiza starii instabile

Blocarea tranzistorului T₂ este asigurata de condensatorul C => nu se impune nici o conditie. Singura problema este posibilitatea aparitiei unei tensiuni inverse pe jonctiunea BE a lui T₂ blocat => se aplica aproximativ E_C cu polaritate inversa. Daca T₂ nu rezista, in serie cu baza lui T₂ se pune o dioda care preia o parte din tensiunea inversa.

Conditia de saturare pentru T₁ se calculeaza astfel:

I= I_B1+ I_R2

I=

I_R2=

Rezulta I_B1=I- I_R2=

Curentul de colector este I_C1=

Conditia de saturare bI_B I_C revine la b , de unde se scoate conditia pentru R₁:

b b

R₁+ R₂

R₁ R_C1- R_C2

s Calculul duratei starii instabile decurge astfel:

T₂ este tinut blocat de C; presupunem ca imediat dupa basculare tensiunea pe condensator se pastreaza la valoarea corespunzatoare starii initiale (E_C-R_C1I_CB0-U_BEsat

U_BET2(0)= U_CEsat E_C-R_C1I_CB0-U_BEsat

Nu se neglijeaza U_CE1sat .

C se descarca de polaritatea figurata si tinde sa se incarce invers cu curentul figurat:

U_BET2( )=E_C + RI_CB0

t=RC

U_B(0)= U_CEsat E_C-R_C1I_CB0-U_BE

U_BET2(t)= E_C + RI_CB0+(U_CEsat E_C + R_C1I_CB0 + U_BE E_C - R₁I_CB0

Se impune U_BET2(T)= U_p de unde:

T=RCln

Observatie: U_CEsat + U_BEsat U_p

In aplicatii se fac o serie de aproximatii:

prima aproximare: R_C1 << R (evidenta), de unde

T=RCln=RCln(1+

- a doua aproximare: RI_CB0 << E_{C => T=Rcln2=0.7RC}