マルチバイブレータ回路の原理




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マルチバイブレータ回路の原理

マルチバイブレータの回路の原理は、トランジスタを使ったパルス回路で説明できます。

動作原理

回路図において、トランジスタTrと1Tr2のどちらに電流が流れるかはわかりません。

仮にTr1のベースに、電流が流れたとして考えてみます。

①Tr1のベースに電流が流れると、Tr1は「ON」になります。

②Tr1にコレクタ電流が流れ、コレクタ・エミッタ間は導通状態になります。

③Tr1のコレクタ電圧は、ほぼ0Vになります。

④この状態のとき、Tr2のベースには電流が流れないので、Tr2は「OFF」になります。

片方のトランジスタのコレクタは、もう一方のトランジスタのベースに接続されています

したがって、片方のトランジスタが「ON」の時は、もう一方のトランジスタは「OFF」になっています。

マルチバイブレータの回路は、抵抗とコンデンサで回路を構成し、コンデンサの充放電を使うことで2つのトランジスタの切り替えを行っています。

「ON」と「OFF」の切り替え時間の調整は、抵抗とコンデンサの値で変えることがで来ます。

マルチバイブレータの種類

非安定あるいは、無安定マルチバイブレータ

  • 電源をいれると、連続してパルスを発生する。
  • 2つの状態を常に行ったり来たりすることで発振する。
  • その周波数はRとCの値によって決まる。\(\cfrac{1}{CR}\) に比例する。

単安定マルチバイブレータ

  • 単安定…一方の状態は安定しているが、もう一方は安定しない状態。
  • 入力パルスがあると、その波形に無関係に一定波形を出力する。

双安定マルチバイブレータ

  • 双安定…どちらの状態も安定している状態。
  • 入力2発に対して出力1発が出る。

非安定マルチバイブレータの動作例

動作を説明する前提として、トランジスタが「ON」のときのコレクタ電圧を0.6V付近と仮定します。

初期の動作

今、Tr1が「ON」でTr2が「OFF」の状態と仮定します。

  1. Tr1のコレクタ電圧は、Tr1が「ON」なので0.6V付近になります。
  2. コンデンサC1とC2には抵抗を通して、充電が始まります。
  3. コンデンサC2に接続された抵抗が、コンデンサC1に接続された抵抗より小さいので、コンデンサC2のほうが速く充電されます。

動作が入れ替わる

  1. コンデンサC1の電圧が0.6V付近になると、ベース電流が流れる。
  2. Tr2が「ON」になる。
  3. Tr2のコンデンサC2の電圧が、突然3Vから0V付近になる。
  4. ここで、コンデンサによりC2の左側の電圧が-3V付近になります。
  5. Tr1のベース電圧が-3V付近になりますので、Tr1は「OFF」になります。

この動作が繰り返されることになります。

以上で「マルチバイブレータ回路の原理」の説明を終わります。




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