中职电子专业《施密特触发器》

施密特触发器

施密特触发器——具有回差电压特性，能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。

一． 用555定时器构成的施密特触发器 1. 电路组成及工作原理

O O 1

2I

v t

v I

O v 1

2

3C C V C C

1V 3(a)电路图

(b)波形图

v

图8.2—1 555定时器构成的施密特触发器

（1） v I =0V 时，v o1输出高电平。

（2）当v I 上升到cc V 32时，v o1输出低电平。当v I 由cc V 3

2

继续上升，v o1保持不变。

（3）当v I 下降到cc V 31

时，电路输出跳变为高电平。而且在v I 继续下降到0V 时，电路

的这种状态不变。

图中，R 、V CC2构成另一输出端v o2，其高电平可以通过改变V CC2进行调节。 2. 电压滞回特性和主要参数 电压滞回特性

v V V I

o

OH

OL

V V V v C C C C

C C

1230

I

v v o

(a)(b)电路符号电压传输特性

图8.2—2 施密特触发器的电路符号和电压传输特性

主要静态参数

（1） 上限阈值电压V T+——v I 上升过程中，输出电压v O 由高电平V OH 跳变到低电平

V OL 时，所对应的输入电压值。V T+=cc V 32

。

（2）下限阈值电压V T ———v I 下降过程中， v O 由低电平V OL 跳变到高电平V OH 时，所对

应的输入电压值。V T —=cc V 3

1

。

（3）回差电压ΔV T

回差电压又叫滞回电压，定义为

ΔV T = V T+－V T — =cc V 3

1

若在电压控制端V IC （5脚）外加电压V S ，则将有V T+=V S 、V T —=V S /2、ΔV T = V S /2，而且当改变V S 时，它们的值也随之改变。

二． 集成施密特触发器

施密特触发器可以由555定时器构成，也可以用分立元件和集成门电路组成。因为这种电路应用十分广泛，所以市场上有专门的集成电路产品出售，称之为施密特触发门电路。集成施密特触发器性能的一致性好，触发阈值稳定，使用方便。

1. CMOS 集成施密特触发器

图8.2—3（a ）是CMOS 集成施密特触发器CC40106（六反相器）的引线功能图，表8.2—1所示是其主要静态参数。

1234567

8

91011121314

1A 1Y 2A 2Y 3A 3Y 4A 4Y

5A 5Y 6A 6Y V V DD SS

2Y 2A 16251Y GND

7

3Y

1A 343A V 912C C 136Y 11106A 4A 8

5Y 5A 4Y

14(a)(b)CC4010674LS14

图8.2—3 集成施密特触发器CC40106和74LS14外引线功能图

表8.2—1 集成施密特触发器CC40106的主要静态参数

电源电压V DD V T+最小值 V T+最大值 V T －最小值 V T －最大值 ΔV T 最小值 ΔV T 最小值 单位 5 2.2 3.6 0.9 2.8 0.3 1.6 V 10 4.6 7.1 2.5 5.2 1.2 3.4 V 15 6.8 10.8 4 7.4 1.6 5 V

2. TTL 集成施密特触发器

图8.2—3（b ）所示是TTL 集成施密特触发器74LS14外引线功能图，其几个主要参数

的典型值如表8.2—2所示。

TTL 施密特触发与非门和缓冲器具有以下特点：

（1）输入信号边沿的变化即使非常缓慢，电路也能正常工作。 （2）对于阈值电压和滞回电压均有温度补偿。 （3）带负载能力和抗干扰能力都很强。

表8.2—2 TTL 集成施密特触发器几个主要参数的典型值

器件型号 延迟时间（ns ） 每门功耗（mW ） V T+（V ） V T －（V ） ΔV T （V ）

74LS14 15 8.6 1.6 0.8 0.8 74LS132 15 8.8 1.6 0.8 0.8 74LS13 16.5 8.75 1.6 0.8 0.8

集成施密特触发器不仅可以做成单输入端反相缓冲器形式，还可以做成多输入端与非门形式，如CMOS 四2输入与非门CC4093，TTL 四2输入与非门74LS132和双4输入与非门74LS13等。

三． 施密特触发器的应用举例

1. 用作接口电路——将缓慢变化的输入信号，转换成为符合TTL 系统要求的脉冲波形。

2. 用作整形电路——把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。

1

MOS CMOS

正弦波1

振荡器

输入

输出

V V T+T-

图8.2—4 慢输入波形的TTL 系统接口 图8.2—5 脉冲整形电路的输入输出波形

3. 用于脉冲鉴幅——将幅值大于V T+的脉冲选出。

V V I

O

V I

O

V V V T+T-t

t

1

图8.2—6 用施密特触发器鉴别脉冲幅度