Mạch đa hài là một bộ tạo dao động hoặc chức năng phi tuyến tính có thể tạo ra sóng vuông, hình chữ nhật và sóng xung.
Mạch đa hài đơn ổn chỉ có một trạng thái ổn định. Theo mặc định, Mạch đa hài đơn ổn sẽ ở trạng thái ổn định, nhưng khi được kích hoạt, nó sẽ chuyển sang trạng thái không ổn định (trạng thái gần như ổn định) trong một khoảng thời gian được xác định bởi hằng số thời gian RC trong mạch.
Sơ đồ mạch Mạch đa hài dùng transistor C828
Trong sơ đồ mạch trên, mình có thể tìm thấy hai Transistor được nối dây như công tắc. Mời bạn đọc bài viết Transistor như một công tắc để biết thêm về nó. Khi một Transistor BẬT, nó hoạt động trong vùng bão hòa và C-E của nó hoạt động như một mạch ngắn. Khi một Transistor TẮT, nó hoạt động trong vùng cắt và C-E của nó hoạt động như một mạch hở. Vì vậy, trong mạch trên, khi một Transistor ở trạng thái TẮT, Cực C của nó sẽ có điện áp bằng điện áp cung cấp Vcc và khi một Transistor ở trạng thái BẬT, Cực C của nó sẽ được nối đất.
Chức năng của điện trở R là hạn chế dòng điện góp của cả hai transistor Q1 và Q1. Điện trở R1 & R2 sẽ cung cấp dòng điện cực B cho các Transistor Q2 & Q1 tương ứng trong điều kiện BẬT. Tụ điện C3 và Điện trở R3 được thiết kế như một mạch Vi phân để cung cấp các xung kích hoạt sắc nét đến chân đế của Transistor Q1. Diode D chỉ cho phép các xung tích cực đến Cực B. Tụ C2 là tùy chọn, được gọi là Tụ tăng tốc. Nó được sử dụng để bỏ qua nhanh chóng quá trình chuyển đổi tín hiệu (THẤP đến CAO và CAO thành THẤP) tại bộ thu của Q2 đến Cực B của Q1.
Khi mạch được bật ON, Transistor Q1 sẽ TẮT và Q2 sẽ BẬT, đây là trạng thái ổn định của nó. Transistor Q2 là ON vì đế của transistor được kết nối với Vcc qua R1. Transistor Q1 sẽ TẮT vì đế của Transistor ở 0v vì Transistor Q2 BẬT.
Nguyên lý làm việc Mạch đa hài dùng transistor C828
- Khi mạch được bật ON, Transistor Q1 sẽ TẮT và Q2 sẽ BẬT.
- Tụ C1 được tích điện trong trạng thái này.
- Khi một kích hoạt dương được áp dụng cho đế của Transistor Q1, nó sẽ BẬT, Transistor này sẽ TẮT Transistor Q2 do điện áp âm từ tụ điện C1.
- Tụ C1 bắt đầu phóng điện trong trạng thái này.
- Transistor Q1 vẫn ở trạng thái ON do điện áp dương từ Cực C của transistor Q2 ở trạng thái OFF.
- Transistor Q2 vẫn ở trạng thái TẮT cho đến khi tụ điện C1 phóng điện hoàn toàn.
- Khi tụ điện C1 phóng điện hoàn toàn, Transistor Q2 BẬT, Transistor Q1 TẮT.
Thiết kế mạch đa hài
R – Điện trở cực C
R c phải được tính toán tùy thuộc vào yêu cầu dòng điện của bộ thu.
- Rc = (Vcc – Vce (sat)) / Ic
R1 – Điện trở cực B
R1 nên được chọn sao cho nó sẽ cung cấp đủ dòng thu trong quá trình bão hòa đến Transistor Q2.
- Tối thiểu. yêu cầu dòng điện cực B, Ib min = Ic / β, trong đó β là hFE của Transistor
- Dòng cực B an toàn, Ib = 3 Ib min = 3Ic / β
- R1 = (Vcc – Vbe) / Ib
R2 – Điện trở cực B Q1
R2 nên được chọn sao cho nó phải cung cấp đủ dòng điện thu bão hòa cho Transistor Q1.
- R2 = ((Vcc – Vbe) / Ib) – R
T – Khoảng thời gian xung
- T = 0,693R1C1
Từ đó ta có thể tìm được giá trị của tụ điện C.
Tụ điện tăng tốc
Tụ điện tăng tốc được thiết kế bằng cách xem xét một Bộ suy hao bù bao gồm điện trở của B-E của Q1, Điện trở R2, điện dung của B-E của Q1 và tụ điện cấp nguồn C2.
Điện trở B-E của Transistor, Rπ = V T / Ib, trong đó V T là điện áp nhiệt xấp xỉ bằng 25mV ở nhiệt độ phòng và Ib là dòng điện cực B.
Điện dung B-E hoặc Điện dung đầu vào sẽ được chỉ định trong biểu dữ liệu của Transistor. Ví dụ, điện dung đầu vào của Transistor BC547 là 9pF.
- RπCeb = C2R2
Lưu ý 1: Có thể rất khó để có được tụ điện tăng tốc độ phù hợp nhưng bạn vẫn có thể sử dụng một tụ điện gần có sẵn để cải thiện hiệu suất.
Lưu ý 2: Trên thực tế, tụ điện tăng tốc nên được kích thước để loại bỏ điện tích được lưu trữ ở chân của Transistor trong thời gian bão hòa. Thật không may, giá trị của Rπ và Ceb không phải là hằng số. Nó thay đổi tùy thuộc vào nhiều yếu tố. Vì vậy, giá trị tụ điện tối ưu chỉ có thể được tìm ra thông qua một loạt các thí nghiệm.
R3, C3 – Vi phân
Vi phân R3 C3 nên được thiết kế tùy thuộc vào tần số của xung kích hoạt.
- R3C3 << 0,0016T ‘ , trong đó T’ là khoảng thời gian thấp nhất của tín hiệu cần được Vi phân.
