CIRCUITE BASCULANTE CU ELEMENTE DISCRETE
1. Scopul lucr`rii: [n lucrare sunt testate un circuit basculant monostabil ]i un circuit basculant astabil, ambele realizate cu tranzistoare bipolare, cu cuplaje colector baz`; se urm`re]te m`surarea formelor de und` [n diferite puncte ale montajelor (amplitudine, durat`, fronturi), dependen\a impulsurilor generate de elementele circuitului precum ]i experimentarea unor circuite de declan]are a circuitului basculant monostabil.
2. Circuitul basculant monostabil cu cuplaj colector-baz` are schema de principiu reprezentat` [n fig. 20.1, iar formele de und` rezultate [n diferite puncte, [n urma aplic`rii unui impuls de declan]are, sunt reprezentate [n fig. 20.2.
Fig. 20.1
Fig. 20.2
{n starea stabil` (de a]teptare), tranzistorul T2 este [n conduc\ie (deoarece are baza cuplat` la un poten\ial pozitiv, Vcc, prin rezisten\a Rb), de obicei, la satura\ie, iar tranzistorul T1 este blocat datorit` tensiunii de ie]ire V0 care are o valoare mic`, VCEsat ]i datorit` tensiunii de polarizare VBB (negative). Aceast` stare este condi\ionat` de rela\iile:
(20.1)
([n absen\a unei sarcini care s` [ncarce suplimentar tranzistorul T2)
(20.2)
unde VBE0 este tensiunea de deschidere a tranzistorului T1.
{n starea cvasistabil`, ob\inut` [n urma unui impuls de declan]are care provoac` schimbarea st`rii tranzistoarelor, tranzistorul T2 este blocat datorit` saltului de tensiune, negativ, de pe baza sa, transmis din colectorul tranzistorului T1 prin capacitatea C, iar tranzistorul T1 este [n satura\ie. Pentru ca tranzistorul T1 s` func\ioneze la satura\ie, este necesar` [ndeplinirea condi\iei:
(20.3)
{n starea cvasistabil`, capacitatea C se [ncarc` de la sursa de alimentare Vcc prin rezisten\a Rb ]i prin tranzistorul T2 saturat]i determin` varia\ia tensiunii de pe baza tranzistorului T2 dup` legea:
VB2(t) = Vcc + (VBE - 2Vcc) exp(-t/() (20.4)
cu: ( = Crb (20.5)
Prin cre]terea tensiunii pe baza tranzistorului T2, se va atinge tensiunea de deschidere a acestuia; [n urma deschiderii tranzistorului T2, tranzistorul T1 iese ]i el din satura\ie ]i se [nchide bucla de reac\ie pozitiv` din circuit care duce la revenirea [n starea ini\ial`.
Durata impulsului generat se calculeaz` cu rela\ia:
(20.6)
Impulsul de la ie]irea circuitului (considerat` la colectorul tranzistorului T2) va avea amplitudinea:
(20.7)
]i frontul cresc`tor:
tf+ ( 2,3(C1Rc2 (20.8)
Capacitatea C1, cuplat` [n paralel pe rezisten\a R1, are rolul de a accelera procesele de comutare ale tranzistorului T2.
Timpul de revenire al schemei, necesar pentru re[nc`rcarea capacit`\ii C ]i pus [n eviden\` pe tensiunea din colectorul tranzistorului T1, va fi:
trev ( 2,3 nc1C (20.9)
3. Mic]orarea timpului de revenire al schemei se face prin mic]orarea rezisten\ei de colector Rcl (mic]orare limitat` de [ndeplinirea condi\iei de satura\ie a tranzistorului T1), prin divizarea rezisten\ei Rc1 [n dou` rezisten\e [nseriate (dar se mic]oreaz` ]i durata impulsului), prin introducerea unui circuit de limitare a excursiei de tensiune pe colectorul tranzistorului T1 (dar se mic]oreaz` amplitudinea impulsului disponibil la aceast` ie]ire ]i durata impulsului) sau prin cuplarea capacit`\ii C la colectorul tranzistorului T1 printr-un repetor pe emitor, ca [n fig. 20.3. {n acest ultim caz, timpul de revenire se mic]oreaz` foarte mult, devenind:
(20.10)
unde este rezisten\a de intrare a tranzistorului T3, mediat`, av@nd [n vedere modificarea curentului prin tranzistor.
4. Declan]area circuitului basculant monostabil se poate face fie cu impulsuri pozitive aplicate pe baza tranzistorului T1, blocat, ob\inute printr-un circuit de derivare ]i de limitare, ca [n fig. 20.4.b,
fie prin impulsuri negative, aplicate pe baza tranzistorului T2, saturat, ob\inute printr-un circuit de derivare ]i de limitare, ca [n fig. 20.4.a. Duratele impulsurilor de declan]are sunt determinate de timpul necesar scoaterii din satura\ie a tranzistorului T2 ]i debloc`rii tranzistorului T1.
Fig. 20.3 a)
Fig. 20.4
b)

5. Pentru circuitul basculant astabil cu cuplaj colector-baz` reprezentat [n fig. 20.5, formele de und` [n diferite puncte ale schemei sunt desenate [n fig. 20.6.
Fig. 20.5
Fig. 20.6
Dac` sunt [ndeplinite condi\iile:
trev1 = tf1+ < T1 ]i trev2 < T2 (20.11)
se deduc duratele st`rilor cvasistabile ale circuitului:
T1 = Rb1C2 ln...