Импульсный автогенератор

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Черяев Виктор Александрович(72) Автор Черяев Виктор Александрович(73) Патентообладатель Черяев Виктор Александрович(57) Импульсный автогенератор, содержащий первый биполярный транзисторпервым токоограничивающим резистором в коллекторной цепи, второй биполярный транзистор противоположного типа проводимости, коллектор которого соединен через токоограничивающий резистор с эмиттером первого биполярного транзистора, отличающийся тем, что содержит полевой транзистор, исток которого соединен с эмиттером первого биполярного транзистора, сток - с базой второго биполярного транзистора, а затвор - с коллектором первого биполярного транзистора, база которого соединена с коллектором второго биполярного транзистора, причем эмиттер второго биполярного транзистора соединен через третий токозадающий резистор с первым резистором. Фиг. 1 Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в различных узлах электронной аппаратуры. 10919 1 2008.08.30 Известна схема самовозбуждающегося мультивибратора на комплементарных биполярных транзисторах, рассмотренная в 1. Схема содержит два транзистора и -типов проводимости, резисторы в базовых цепях транзисторов и токоограничивающие резисторы в коллекторных цепях. Две цепочки, каждая из которых состоит из резистора и конденсатора, соединяют коллектор одного транзистора с базой другого, и наоборот, и реализуют два контура положительной обратной связи, которая обеспечивает автогенерацию прямоугольных импульсов с крутыми фронтами, причем длительность импульса задается одной цепочкой, а длительность паузы - другой. Транзисторы мультивибратора одновременно находятся либо в закрытом состоянии, либо в открытом. Данная схема является наиболее близким аналогом предлагаемого устройства. В основу изобретения положена задача разработки простой схемы импульсного автогенератора с возможностью регулировки длительности фронта, длительности импульса,паузы между импульсами. Поставленная задача достигается тем, что в схеме прототипа, содержащей первый биполярный транзистор с первым токоограничивающим резистором в коллекторной цепи,второй биполярный транзистор противоположного типа проводимости со вторым токоограничивающим резистором в коллекторной цепи, исключаются резисторы и конденсаторы из цепочек положительной обратной связи и базовые резисторы, так что база первого транзистора подключается непосредственно к коллектору второго транзистора, и вводится третий полевой транзистор, сток которого подключается к базе второго транзистора, исток подключается к эмиттеру первого транзистора, а затвор - к коллектору первого транзистора, и вводится третий токозадающий резистор между эмиттером второго биполярного транзистора и первым резистором. Полевой транзистор участвует в формировании длительности фронта и плоской части импульса, что позволяет регулировать временные параметры импульсов. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена электрическая принципиальная схема предлагаемого автогенератора. На фиг. 2 изображена схема варианта автогенератора с токозадающим резистором в цепи стока. На фиг. 3 - эпюры напряжений на стоке полевого транзистора, а также цифрами обозначены три состояния устройства, в которые оно последовательно переходит при работе. На фиг. 4 формируемые на выходе импульсы. Описание устройства рассмотрим по схеме фиг. 1. Автогенератор содержит первый биполярный транзистор 1 типа, коллектор которого через первый токоограничивающий резистор 1 соединяется с плюсом источника питания пит, а эмиттер соединяется с общим проводом, второй биполярный транзистор 2 типа, коллектор которого через второй токоограничивающий резистор 2 соединяется с общим проводом,а эмиттер через третий токозадающий резистор 3 соединяется с плюсом источника питания пит, и третий полевой транзистор 3 -канального типа. База транзистора 1 соединяется с коллектором транзистора 2, база транзистора 2 соединяется со стоком полевого транзистора 3, исток которого соединяется с общим проводом, а затвор - с коллектором транзистора 1. Генерируемые импульсы напряжения вых снимаются с коллектора транзистора 1. Работу устройства рассмотрим по схеме фиг. 1. При подаче напряжения питания базовый ток транзистора 2 заряжает межэлектродную емкость сток-исток си транзистора 3, и транзистор 2 открывается и отпирает транзистор 1, с коллектора которого на затвор транзистора 3 подается близкое к нулю напряжение, которое удерживает транзистор 3 в закрытом состоянии. Базовый ток транзистора 2 также заряжает межэлектродную емкость сток-затвор сз транзистора 3. Базовый ток транзистора 2 ограничивается резистором 3. По мере заряда емкостей си и сз транзистора 3 ток базы 2 уменьшается, и уменьшается его коллекторный ток. Транзистор 2 находится в активном режиме с по 2 10919 1 2008.08.30 степенным запиранием, транзистор 1 остается полностью открытым, транзистор 3 закрыт. В таком состоянии схема остается в течение отрезка времени, соответствующего участку 1 графика фиг. 3. Когда ток коллектора транзистора 2 уменьшается настолько, что напряжения на резисторе 2 недостаточно для удержания транзистора 1 в открытом состоянии, 1 начинает запираться, что приводит к повышению напряжения на затворе 3 и заряду емкости между затвором и истоком зи, а через емкость сз напряжение с затвора передается на сток и запирает транзистор 2. Возникает регенеративный процесс запирания 1 и 2. При запертом транзисторе 1 емкость зи заряжается через резистор 1. Через резистор 1 одновременно заряжаются последовательно включенные емкости сз и си, в результате чего напряжение на стоке линейно возрастает. Быстрый заряд емкости зи и параллельно подключенной к ней цепочки емкостей сз и си формирует фронт выходного импульса. Этот процесс соответствует участку 2 графика фиг. 3. Когда напряжение на затворе достигает порогового отпирающего напряжения полевого транзистора 3, через канал полевого транзистора начинает разряжаться емкость си,а емкость сз перезаряжается в обратном направлении. Напряжение на стоке 3 линейно уменьшается. Транзисторы 1 и 2 заперты, 3 приоткрыт. Это состояние схемы соответствует участку 3 графика фиг. 3. Когда напряжение на стоке 3 уменьшается настолько, что эмиттерный переход 2 смещается в прямом направлении, начинает протекать базовый ток транзистора 2. Ток коллектора транзистора 2 увеличивается, напряжение на 2 становится достаточным для отпирания транзистора 1. При отпирании 1 происходит регенеративный процесс уменьшение напряжения на затворе 3 увеличивает базовый ток 2 через емкость сз, что приводит к отпиранию 2 и 1. Формируется резкий спад импульса. Схема переходит в состояние, соответствующее участку 1 графика фиг. 3, и описанные процессы периодически повторяются. На коллекторе транзистора 1 выделяются импульсы напряжения. Напряжение на стоке полевого транзистора си показано на графике фиг. 3, а напряжение на затворе зи, соответствующее напряжению на выходе схемы, показано на графике фиг. 4. В рассмотренной схеме в качестве полевого транзистора 3 применен МДП-транзистор с индуцированным каналом -типа. Токозадающий резистор 3 ограничивает ток базы транзистора 2 при формировании паузы и может быть перенесен в цепь стока транзистора 3, как показано на фиг. 2. Вариант исполнения автогенератора по схеме фиг. 2 работает аналогично рассмотренной схеме фиг. 1. Для расширения диапазона регулировок в схему могут быть добавлены дополнительные внешние емкости параллельно межэлектродным емкостям полевого транзистора. Сопротивление резистора 1 определяет длительность импульса фронта и плоской части. Резистор 1 совместно с транзистором 1 выполняет функции выключаемого источника тока. При запертом 1 ток через 1 заряжает емкости и формирует фронт и плоскую часть импульса. Резистор 3 ограничивает базовый ток 2, его сопротивление влияет на длительность паузы между импульсами. Для повышения стабильности длительности паузы вместо резистора 3 может быть применен выключаемый источник тока. Емкость сз определяет длительности плоской части импульса и паузы, емкость зи влияет па длительность фронта. Емкость си влияет на все параметры импульса, но если ее значение гораздо меньше значений емкостей сз и зи, параметры импульсов почти не изменяются при изменении емкости си. Амплитуда импульсов на выходе вых равна пороговому напряжению транзистора 3. Временные параметры импульсов зависят от питающего напряжения. Нижний предел напряжения питания определяется пороговым напряжением полевого транзистора. Недостатком схемы является низкая нагрузочная способность. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4