网上收集整理的双稳态电路

电源接通时，一个三极管始终保持截止状态不变，另一个三极管始终保持饱和状态不变。当有外来信号触发时，原来截止的变为饱和状态，原来饱和的变为截止状态。但经过一段时间，两个三极管又恢复到原来的状态不变，这种电路只有一种稳定的状态，叫做单稳态电路，如图1-4-4所示。三极管单稳态电路的用途也很广，如延时电路等。

在电子电路中。其双稳态电路的特点是：它有两个稳定状态，在没有外来触发信号的作用下。电路始终处于原来的稳定状态。由于它具有两个稳定状态，故称为双稳态电路。在外加输入触发信号作用下，双稳态电路从一个稳定状态翻转到另一个稳定状态。双稳态电路在自动化控制中有着广泛的应用。

图1 是用分立元件构成双稳态电路的基本形式，图2 是电路中各点电压波形。晶体管P NP 型V1 、V2 是二个反相器。交叉耦合构成双稳态电路，每个反相器的输出端通过电阻分别耦合到另一个反相器的输入端。由于反相器的输入和输出信号是反相的，很容易形成二个稳定状态：V1 截止V2 导通。这是一个稳定状态；反之，V1 导通，V2 截止，这又是一个稳定状态；Rc1 、Rc2 是V1 、V2 的负载电阻，Rk 、Rk2 是二个晶体管级间耦合电阻。为了保证晶体管快速截止，用RB1 、RB2 及电源EB 为各个晶体管的基极提供反偏置。两管集电极的A 点和 B 点是两个输出端，这种电路一般是对称的，即Rc1=Rc 2,RB2=RB2 ，两管参数亦应相同。

图3 是用集成电路与非门构成的双稳态电路( 又称R-S 触发器) 。它是由与非门1 、门 2 交叉耦合组成。它有两个稳定状态：一个是门1 导通、门 2 截止，输出端Q=0 ，ō =1 ；另一个稳定状态是门1 截止、门2 导通，输出端Q=1 ，ō =0 。如果不考虑输入触发信号的作用，当门1 导通，门2 截止时，Q 端的低电平反馈到门2 的输入端，保证门2 的截止，同时ō端的高电平又反馈到门1 的输入端，保证门1 的导通，因而这一稳定状态得以保持住；同理，门1 截止，门 2 导通，亦能保持住这一稳定状态。

假如门1 导通，门2 截止，在S 端施如一负脉冲，门1 从导通变为截止，Q 端从O 变成1 ，这个高电平加到门2 的输入端，使门2 从截止变为导通，Q 端从高电平变为低电平，又反馈到门1 的输入端。即使撤除外加的触发脉冲，电路也将保持门1 截止、门2 导通的稳定状态。同理。当门l 截止、门2 导通时，从R 端外加一触发脉冲，则成了门1 导通、门2 截止的另一稳定状态。

图4 是用D 触发器构成的双稳态电路。D 触发器有两个互补的输出端Q 与Q ，可构成两个稳定状态：当Q=1 时，ō =0 ，反之当Q=0 时，ō =1 。图中将ō端与数据端口相连，即构成一双稳态电路。假定此时 D 触发器Q=0 ，ō =1 ，从触发端CL 输入一正脉冲，触发器将 D 端高电平送入触发器，触发器翻转，Q 端变为 1 、Q 端变为0 。如果撤去外加触发信号，电路就保持在Q=1 ，Q=0 的稳定状态。如果再在CL 端输入一正脉冲信号，将 D 端低电平送入触发器，Q 为0 ，Q 为 1 ，电路保持在这一稳定状态。从图中可知，此时的触发器构成的双稳态电路的翻转与置位端S 、复位端R 无关。

图5 是用D 触发器构成的另一种双稳态路。S 是置位端，在S 端加一正电压，使 D 触发器置位，Q=1 ，Q=0 ；R 是复位端，在R 端加一正电压，D 触发器复位，Q=0 ，Q=1 。所以，分别在S 端、R 端外加一正电压后( 注意，外加电压一旦产生作用，须立即撤除) ，电路从一种稳定状态翻转到另一种稳定状态。该双稳定电路与触发端CL 、数据端 D 无关。

图6 是用十进制计数／脉冲分配器CD4017 构成的双稳态电路。电路通电后，VDD 经C 、R 微分后产生一尖峰正脉冲作用于复位端R ，迫使IC 复位，Yo=1 ，Y1=0 ，这是第一种稳定状态；若在触发端CL 外加一正脉冲，IC 翻转Yo=0,Y1=l 。这是第二种稳定状态，即使撤去正脉冲，电路仍保持此状态。在CL 端再外加一正脉冲，IC 又翻转Y1 =0 ，Y2=1 ，Y2 端的高电平经二极管 D 反馈至R 端、IC 复位，Yo=1 ．Y1=0 ，电路恢复到第一种稳定状态。

图7 是用集成运算放大器F007 构成的双稳态电路。当无触发脉冲时，输出由于D1 、D2 及正反馈作用，保持在高电平，处于稳定状态。如果输入一正触发脉冲，则输出电压由高电平，下降到低电平，由于正反锁与D2 的作用，自保在低电平上，处于另一稳态。加一负触发脉冲．由于正反馈与D1 作用，电路又处于高电平保持状态。电阻R2 用来确定触发电平。该图中输出的高低电平值，由二极管的管压降而定。

一、工作原理

图一为双稳态电路，它是由两级反相器组成的正反馈电路，有两个稳定状态，或者是BG1导通、BG2截止；或者是BG1截止、BG2导通，由于它具有记忆功能，所以广泛地用于计数电路、分频电路和控制电路中，

原理，图2（a）中，设触发器的初始状态为BG1导通，BG2截止，当触发脉冲方波从1端输入，经CpRp微分后，在A点产生正、负方向的尖脉冲，而只有正尖脉冲能通过二极管D1作用于导通管BG1的基极是。ic1减小使BG1退出饱和并进入放大状态，于是它的集电极电位降低，经电阻分压器送到截止管BG2的基极，使BG2的基极电位下降，如果下降幅度足够时，BG2将由截止进入放大状态，因而产生下列正反馈过程（看下列反馈过程时，应注意：在图一的PNP电路中，晶体管的基极和集电极电位均为负值，所以uc1↓，表示BG1集电极电位降低，而uc1↑则表示BG1集电极电位升高，当BG1基极电位降低时，则ic1↑，反之当BG1基极电位升高时，ic1↓

ic1越来越小，ic2越来越大，最后到达BG1截止、BG2导通；接差触发脉冲方波从2端输入，并在t=t2时，有正尖脉冲作用于导通管BG2的基极，又经过正反馈过程，使BG1导通，BG2截止。以后，在1、2端的触发脉冲的轮流作用下，双稳电路的状态也作用相应的翻转，如图一（b）所示。

图一、双稳态电路

由上述过程可见：（1）双稳态电路的尖顶触发脉冲极性由晶体管的管型决定：PNP管要求正极性脉冲触发，而NPN管却要求负极性脉冲触发。（2）每触发一次，电路翻转一次，因此，从翻转次数的多少，就可以计算输入脉冲的个数，这就是双稳态电路能够计算的原理。

双稳态电路的触发电路形式有：单边触发、基极触发、集电极触发和控制触发等。

图二给出几种实用的双稳态电路。电路（a)中D3、D4为限幅二极管，使输出幅度限制在-6伏左右；电路（b）中的D5、D6