Лекция 6. Триггерлер

Бұ ғ ан дейін электронды қ ұ рылғ ылар ү здіксіз жұ мыс істейді жә не оларғ а ә ртү рлі сигналдар ү немі ә сер етіп тұ рады деп есептелген. Бірақ автоматты басқ ару жү иелерінде, есептеу машиналарында, радиотехникада т.б ү здіксіз жұ мыс ә лпімен қ атар импульсті жұ мыс ә лпі кең інен қ олданылады. Импульсті жұ мыс ә лпінде электрлік сигналдың қ ысқ а уақ ытты ә серлері ү зілістерден кейін қ айталанып отырады.

Импульсті жұ мыс ә лпінің ү зсдіксіз жұ мыс ә лпіне қ арағ анда кө птеген артық шылық тары бар. Импульсті жұ мыс ә лпінде импульстің ә сер ететін уақ ыты ішінде ү лкен қ уат бө ліне тұ рса да жалпы алғ анда қ ұ рылғ ының орташа қ уаты азаяды. Импульсті ә лпі қ ұ рылғ ығ а температураның ә серін ә лсіретуге, осы себепті оның параметрлерін тұ рақ тандыруғ а мү мкіндік береді. Импульсті сигналдар арқ ылы бірнеше информация беруге болады, жә не олар кіреукелерге (атмосфералық кіреуке, аспаптың ө зіндік шуы т.б) тө зімді келеді.

Кө п тарағ ан импульсті қ ұ рылғ ылардың бірі — триггер (ағ ытқ ыш ілмек ұ ғ ымын береді). Триггер екі орнық ты кү йі бар жә не сыртқ ы сигналдың ә серінен бір кү йден екінші кү йге секіріп ө те алатын қ ұ рылғ ыны айтады. Триггерде оң кері байланысты екі каскадты тұ рақ ты токтың кү шейткіші қ олданылады (Сурет 6.1). Каскадтардағ ы сә йкесті резисторлардың кедергілерін ө зара тең болатындай етіп таң дап алады, яғ ни

Тізбекті қ орек кө зіне қ осқ анда параметрлерінің дә л бірдей болмауы себебі транзистордың біреуі екіншісіне қ арағ анда бұ рын ашылады. Мысалы, суреттегі VT1 транзисторы бұ рын ашылды делік. Ашық транзисторда коллектордың потенциалы тө мендейді де қ орек кө зінің кернеуі негізінен коллекторлық резисторғ а тү седі. VT1 транзисторының коллекторы VT2 транзисторының базасымен болғ андық тан, VT1 транзисторының коллекторының потенциалының тө мендеуіне ә келіп соғ ады.

Триггерлердегі екі транзистордың ашылып-жабылып тұ ру ү шін, бұ л осы қ ұ рылғ ының негізгі міндеті, транзисторлардың базаларына кезекпен бір полярлы немесе транзисторлардың біреуінің базасына ә ртү рлі сигнал беру керек. Қ арастырылып отырғ ан триггерде екі кірме жә не екі шық па бар.

Асинхронды R-S триггерлерінде екі ақ параттық кірмелері бар. S сигналының кірісіне 1 беріледі де, ал R сигналының 0 қ ойып, Q триггерінің шығ ысында 1 сигналын аламыз. Немесе, керісінше S= 0 жә не R=1 сигналы триггердің шығ ысында болады, демек Q=0. Асинхронды R-S триггерінің жасалуы мен жұ мысының қ алыптасуы келесі тең деумен анық талады;

Q _n = (S +R Q)_{n -1}, R - S = 0 (1)

Жә не R-S триггерінің ә ртү рлілігіне қ оса Е – R жә не S тирггерлері кездеседі.

Келесі суретте (11.1) триггердің электрондық реле гальваникалық байланыспен болатын екі шығ ысты ә сер ету нә тижесінде кернеудің секірмелі мінездемесі кө рсетіледі.

		Триггер

t₁ t₂ t₃ t₁ t₂ t₃

U _{кіріс 1} U _{шығ ыс 2}

U_{басқ ару}

Сурет 6.1 Триггер қ ұ рылғ ысының жұ мысы.

Бұ л суретте екі шығ ыста басқ аратын U_{шығ ыс1}, U _{шығ ыс 2} бір стационар дең гейінен басқ а дең гейге дейін кернеудің секірістері пайда болады. Осы шығ ыстағ ы кернеудің екі стационарлы дең гейі шартты тү рде 0 жә не 1 тү рінде кө рсетілген, яғ ни триггердің екі орнық ты жағ дайына сә йкес келеді. t₁ - t₂ уақ ыт аралығ ында U_{шығ ыс1} кернеудің нө лдік дең гейіне сә йкес келеді, ал U _{шығ ыс 2} бірлік дең гейге сә йкес (тепе-тең дік орнық тылығ ының бірінші жағ дайы). Мұ ндай тыныш жағ дайда триггер басқ арушы импульс келгенше еркін ұ зақ бола береді.

Сонымен, триггердің негізгі қ ұ рылымы, тік бұ рышты тербелістерді ө ндіру болып табылады.

R_k1=R_k2, R₁=R₂, R₃=R₄, R₅=R₆. сондық тан мұ ндай триггерлерді симметриялы деп атайды.

Тізбекті қ орек кө зіне қ осқ анда параметрлерінің дә л бірдей болмауы себепті транзистордың біреуі екіншісіне қ арағ анда бұ рын ашылады. Мысалы VT 1 транзисторы бұ рын ашылады делік. Ашық транзисторда коллектордың потенциялы тө мендейді де қ орек кө зінің кернеуі негізінен коллекторлық резисторғ а (R_k1) тү седі. VT1 транзисторының коллекторы VT2 транзисторының базасымен жалғ анғ андық тан, VT1 транзисторының коллекторының потенциялының тө мендеуі VT2 транзисторының жабылуына ә кеп соғ ады. Ығ ыстырушы қ орек кө зі E_б транзистордың толық жабылуын қ амтамасыз етеді. Ол ү шін оның ЭҚ К-нің мө лшері E_б> R₄I_kk шартын қ анағ аттандыруы керек. Мұ ндағ ы I_kk — транзистордың паспортында келтірілген коллектордың максимал кері тогы. Егер триггерге сырттан сигнал ә сер етпесе, онда ол осы кү йінде қ ала береді.

Триггердегі екі трензистор кезекпен ашылып-жабылып тұ ру ү шін — бұ л осы қ ұ рылғ ының негізгі міндеті, транзистордың базаларына кезекпен бір полярлы немесе транзисторлардың біреуінің базасына ә р тү рлі полярлы сигнал беру керек. Қ арастырып отырғ ан триггерде екі кірме жә не екі шық па бар. Кірмелік тізбектердің конденсаторлар (C₃, C₄) мен диодтар (VD1, VD2) қ орек кө здерінен сыртқ ы сигнал кө здеріне ток ө ткізбейді жә не сигналдың оң таң балы қ ұ рушыларын ұ стап қ алады. VT1 транзисторының базасының потенциялы тө мендегенде коллекторының потенциялы жоғ арлайды да VT2 транзисторынң коллекторының потенциялы тө мендейді. Ендеше Ш1 шық пасы тө ң керме шық па да, ал Ш2 шық пасы тура шық па болып табылады. Мұ ны 10.33, б-суретте келтірілген триггердің уақ ыттық диаграммаларынан анық кө руге болады. Мұ нда екі кірмеге кезекпен теріс полярлы сигнал беріліп тұ р (u_kp1, u_kp2). Бірінші кірмеге берілген теріс полярлы сигнал VT1 транзисторының базасының потенциялын тө мендетеді де коллекторының потенциялын (U_k1)арттырады. VT1 транзисторының коллекторының потенциялының жоғ арлауы VT2 транзисторының коллекторының потенциялын жоғ арлатады, ал коллекторының потенциялын (U₂) тө мендетеді. Яғ ни бірінші кірмеге берілген теріс полярлы сигналдың ә серінен VT1 транзисторыжабылады да, VT2 транзистоы ашылады. VT1 транзисторының базасының потенциялы кемігенде С₂ конденсаторы зарядталып, кейін базаның потенциялын экспонента бойымен қ айтадан 0-ге дейін кө тереді. Осы кезде екінші кірмеге берілетін теріс полярлы сигналдың (U₂) ә серінен жоғ арыда айтылғ ан ү рдіс керісінше жү реді де VT2 транзисторы жабылып, VT1 транзисторы ашылады. Міне осылайша кірмелерге кезекпен берілетін теріс полярлы сигналдардың ә серінен транзисторлар ашылып-жабылып, олардың шық паларында ә ртү рлі полярлы сигналдар кезекпен пайда болып отырады. Триггердің жұ мыс істеу тә ртібін бө лектеп жіберу деп аталады. Бұ дан басқ а есептік жіберу деп аталатын схемасы да кең інен қ олданылады. Мұ ндай триггерлердің графикалық шартты белгілері 10.34-суретте келтірілген.

Сигнал бергенде шық пада кернеу пайда болатын кірмені S(set-қ ою) ә рпімен белгілейді. Бұ л триггердің «0» (нө льдік) кү йі деп есептелінеді. Q ә рпімен тура шық па, ал Q ә рпімен тө ң керме шық па белгіленеді

Триггерлердің есептік жіберу схемаларында сигнал коллекторғ а немесе базаларғ а (10.35-сурет) айырғ ыш диодтар арқ ылы беріледі. Бастапқ ыда VT1 транзисторы ашық та, VT2 тарнзисторы жабық десе, VT1транзисторының коллекторы мен VT2 транзисторының базасының потенциялдары нө лге тең дерлік. Ал R₂ резисторымен VT1 транзисторының базалық тогы ө тетіндіктен С₂ конденсаторы зарядталады да кернеуі С₁конденсаторының кернеуінен артық болады.

Сондық тан базаларғ а оң полярлы сигнал берілгенде олардың тогы

_б1=(E_k-u_c2)/R_k2 i_б2=(E_k-u_c1)/R_k1. мұ ндағ ы u_c1, u_c2 – С₁ жә не С₂ конденсаторларының кернеулері. u_c1< u_c2 болғ андық тан i_б1< i_б2. Ендеше VT1 транзисторы жабылады да, VT2 транзисторы ашылады. Ашық VT2 транзисторының базалық тогы С₁ конденсаторын зарядтайды, ал С₂ конденсаторы R₂ резисторына зарядсызданады. Сондық тан келесі импульс келіп жеткенде u_c1> u_c2 болғ андық тан, жоғ арыдағ ы тең дікте кө рініп тұ рғ андай, VT1 транзисторы ашылып, VT2 транзисторы жабылады. Кірмеге берілген екі сигналдың уақ ытында шық пада бір ғ ана сигнал пайда болады (10.35, б-сурет). Олай болса шық палық кернеудің жиілігі кірмелік кернеудің жиілігінен екі есе аз. Мұ ндай триггерлер екілік санау жү йесіндегі информацияны («0» жә не «І») сақ тау ү шін жә не импульстерді санау ү шін қ олданылады. Т-триггер

Т-триггер имеет один управляющий счетный вход (7) и два выхода (Q и Q) (рис. 113 в). Информация на вы­ходе меняет значение на противоположное при каждом перепаде напряжения на входе. Таблица истинности

T	Qt+1
	Qt
		Qt

Триггер является асинхронным. Т-триггер подсчи­тывает входные сигналы по модулю 2, т.е. частота выход­ных импульсов в два раза меньше входных. Это свойство используется при построении двоичных счетчиков.

JK-триггер

Это универсальный триггер, специфичный толь­ко для ИМС. JК-триггеры могут быть синхронными и асинхронными. Условное обозначение синхронного JК -триггера показано на рис. 6.1

При поочередном поступлении импульсов на вхо­ды JK- триггер работает подобно RS-триггеру, но при од­новременной подаче импульсов на оба входа JК -триггер меняет свое состояние на противоположное.

J	К	Qt+1
		Qt
			Qt

JК –триггері ә мбебап, сонымен сыртқ ы коммутация енгізу жолымен ол RS- D-T-триггеріне тү рленуі мү мкін.

Сурет 6.2 RS-триггерінің (а), D- триггерінің (б), Т-триггерінің (в), JK- триггерінің (г) шартты белгілері.

Лекция 7. Тиристорлар.

Ү ш не одан да кө п р-n ө тпесінен тұ ратын жә не ө ткізетін (ашық) тү к тоқ ө ткізбейтін (жабық) екі кү йі бар шала ө ткізгішті нә рсені тиристор деп атаймыз. Тиристорлар басқ арылмалы тү зеткіштер мен инверторларда жә не қ осып-ажыратып тұ ратын қ ұ рылғ ыларда қ олданылады. Тиристорлар негізінен екі электродты немесе ү ш электродты болып келеді. Екі электродты тирситор динистор немесе диодтық тиристор деп, ал ү ш элетродты тиристорды тринистор немесе триодтық тиристор деп атайды. Ү ш электродты тирситордың ашық не жабық кү йлерін басқ арып тұ руғ а болатындық тан ө неркә сіптік электроникада осы тиристор кө п тарағ ан.

Тиристорлардың негізгі параметрі: рауалы орташа тоғ ы, импульсті тура кернеуі жә не максимал кері тоғ ы. Қ азіргі кездегі тиристорлардың рауалы орташа тура тоғ ы 1000…2000 А-ге жетеді де, ал импулсьті тура кернеуі 100…4000 В аралығ ында болып келеді.

Тиристор- ү ш немесе одан да кө п p-n ауысуынан тұ ратын, тұ рақ ты екі кү йі бар жә не бір кү йден екінші кү йге басқ ару импульсі арқ ылы ауысып- қ осылу мү мкіндігі бар электрондық аспап.

Ө ткен тарауларда қ аралғ ан транзистор ү здіксіз басқ арылатын электрондық аспап. Олай дейтініміз басқ ару тоғ ын ө згерте отырып, транзисторды керегінше ү здіксіз ашып немесе жаба аламыз.Онымен салыстырғ анда тиристордың тек екі кү йі ғ ана бар: толық ашық немесе толығ ымен жабық. Сондық тан да оны ү здікті электрондық аспаптар қ атарына жатқ ызу керек.

Тиристорлар электродтар санына қ арай екі электродтыдинистор жә не ү ш электродты тринистор болып жіктеледі.