6.4 施密特触发器汇总

VSS
TTL集成施密特触发器74132的引脚排列图
CMOS集成施密特触发器MC14584的引脚排列
施密特触发器输出高电平和低电平两个状态的维 持与转换完全取决于输入电压 vI 的大小。当输入电压 上升到略大于 VT+ 或下降到略小于 VT- 时，施密特触发 器的状态才会迅速翻转，从而输出的波形为边沿陡峭 的矩形脉冲，如下图所示。
I CC
CC I CC
1 2
I
3
CC
1
2
Vcc
V CC 8 4 VCC RD 6 DIS TH VCC1 R
VCC1 4 R A1 VA1 VA2 A2 R S Q Q G1
&
8 R 5K 5 VR1
7 3
vO1 vO
vI
C
6 TH 2
G2
1
R 5K
vI
2
O
TR 1 5
OUT CO C
TR VR2 R 5K 1
I CC
I
1 2
CC
CC
1
2
I
CC
1
2
施密特触发器电压传输特性
vO
VCC
vI
O VTVT+
vO
（b）逻辑符号
vI
上限阈值电压
（a）传输特性曲线
下限阈值电压
回差电压（滞后电压）：
VT =VT+ -VT施密特触发器的回差电压为：
VT =VT+ -VT- =2VCC/3 － VCC/3＝ VCC/3
6.4.2 由CMOS反相器构成的施密特触发器
R2 G1 1 G2 1
vI
R1
vI vO
1
vO vI
1
vO1
vI1
（a）
vO1
（b）
（c）
CMOS反相器组成的施密特触发器 (a)电路 (b)同相输出逻辑符号 (c)反相输出逻辑符号
由两级 CMOS反相器G1、G2组成的施密特触发器如图 所示:电路中两个CMOS反相器串接,输入电压经 R1、R2 分压后来控制反相器的工作状态，要求R1>R2 ，输出 电压又通过R1、R2反馈到输入端对电路产生影响。
v1
VT+ VTO
vO
t
VOH VOL O
t
施密特触发的工作波形图
6.4.4
CMOS 正弦波 振荡器 (a)
施密特触发器的应用
1 1 输入 输出 VT+ VT－
慢输入波形的 TTL 系统接口
(b) 整形电路的输入、输出波形
VT+ 输入 输出 (c) 幅度鉴别的输入、输出波形 VT－ vc C
R 1 vo
T
3 7
vO vO1
（a）
(b)
（2） v I 逐渐下降的过程： VA 0,VA 1, Q 0 ，故 vO 0 1）当 v 2 V 时， 1 3 2 V v V VA VA 1 ,故vO 0 保持不变； 2）当 3 时， 3 1 v VA 1 ,VA 0 , Q 1 , 故 vO 1 3）当 3 V 以后，
vI1
vO1
vO
使门 G1导通，门 G 2 截止，电路状态很快转换为 vO VDD ， 施密特触发器进入第二稳定状态。
R2
vI
R1
G1 1
vI1
vO1
G2 1
Baidu Nhomakorabea
vI vO
1
vO vI
1
vO1
此时的输入电平为 v I 称为正向阈值电压 ， 用VT+ 表示。则
vI1 VTH
R2 VT+ R1 R2
VCC 14 4A 13 4B 12 4Y 11 3A 10 3B 9 3Y 8
VDD 14 6A 13 6Y 12 5A 11 5Y 10 4A 9 4Y 8
74132 1 1A 2 1B 3 1Y 4 2A 5 2B 6 7
1 2
MC1458 4
3 4 5 6 7
1A
1Y
2A
2Y
3A
3Y
2 Y GND
vI1 VTH
R2 R1 VT- VDD R1 R2 R1 R2
将VDD =2VTH ，代入可得
R VT- 1 1 VTH R2
6.4.3 集成施密特触发器
集成施密特触发器电路，可以作为基本门电路使 用，也可以作为整形门电路使用，将整形信号接入任 一输入端，余下的输入端全部接高电平即可。
6.4施密特触发器
6.4.1
用555定时器构成的施密特触发器
6.2 CMOS反相器构成的施密特触发器 6.3 集成施密特触发器 施密特触发器的应用
6.4
施密特触发器
特点：
1、电路具有两个稳态。
2、在适当的外加信号触发下，使电路从一个稳态 翻转到另一个稳态。 3、具有回差电压。——电路从一个稳态翻转到另 一个稳态和从另一个稳态翻转到原来的稳态的输入电平是 不等的，两者的差称为回差电压。
Q
T
3 7
vO vO1
555电路构成的施密特触发器
(a) 电路图 （b）内部电路图
v I从0逐渐升高的过程： （1） 1 1）当v 3 V 时， VA1 1,VA2 0 ，即Q 1, Q 0, vO 1 VA VA 1, vO 1 保持不变； 2）当 1 V v 2 V 时， 3 3 3）当 v 2 V 以后， VA 0,VA 1, Q 0, Q 1，故vO 0
即 VT+ (1
R1 )VTH R2
R2
vI
R1
G1 1
vI1
vO1
G2 1
vI vO
1
vO vI
1
vO1
下正反馈过程： vI1
v I 上升到最大值后开始下降，当vI1 =VTH 时，电路产生如
vO1 vO
G 2 导通，输出 vO =0 ，电路再次发生翻转 则门G1 截止，门 ，施密特触发器又进入第一稳定状态。此时的输入电平 VT- 表示。则 为 v I 称为负向阈值电压 ，用
6.4.1
V CC
用555定时器构成的施密特触发器
Vcc
VCC1 R
VCC1 4 R A1 VA1 VA2 A2 R S Q G1
&
8 R 5K 5 VR1
8 4 VCC RD 6 DIS TH
7 3
vO1 vO
vI
C
6 TH 2
G2
1
R 5K
vI
2
O
TR 1 5
OUT CO C
TR VR2 R 5K 1
R2
vI
R1
G1 1
vI1
vO1
vI1
G2 1
vI vO
1
vO vI
1
vO1
VDD ，根据叠加原理有: 设阀值电压 VTH 1 2
R2 R vI 1 vo R1 R2 R1 R2
G1 门截止， G 2 门导通， vO1 VOH VDD ， 当 vI =0 时， vO VOL 0V 。这是施密特触发器的第一稳定状态。 当 v I 上升使得 vI1 =VTH 时，使电路产生如下正反馈过程：