Astabiler Multivibrator mit Transistoren

Hintergrund

Ich habe vor ein paar Wochen angefangen, Transistoren zu lernen, und bin (wieder) auf eine Straßensperre gestoßen. Ich habe dieses Transistor-Tutorial auf Sparkfun verfolgt.

Jetzt bin ich dazu übergegangen, einen astabilen Multivibrator mit Transistoren zu bauen, aber ich konnte die Logik nicht herausfinden, wie sich die Transistoren immer wieder ein- und ausschalten. Meine Schwierigkeit besteht darin, dass, soweit ich sehen kann, die Basis beider Transistoren mit 0,6 V vorgespannt ist, sobald die Stromversorgung über R2und R3Widerstände eingeschaltet wird.

Dadurch werden beide Transistoren in den Sättigungsmodus gebracht, was bedeutet, dass sie beide eingeschaltet werden sollten. Ich bin ziemlich verwirrt.

Schema

Astabiler Multivibrator

Fragen

  1. Können Sie mir helfen, die Logik hinter dieser Schaltung zu verstehen?

  2. Wie kann ein Transistor ausgeschaltet bleiben, wenn beide Transistoren auf 0,6 V vorgespannt sind, was ausreicht, damit sich ein Transistor einschaltet?

Jede Hilfe wird sehr geschätzt, vielen Dank im Voraus.

Schönes Diagramm und Beschreibung Ihres Problems
...aber da sind auch die Kondensatoren. Die Basisvorspannung eines Transistors wird (für eine Weile) über den Kondensator kurzgeschlossen, wenn der andere Transistor eingeschaltet wird.

Antworten (3)

Wie Tony Stewart erklärt hat, schaltet sich einer der Transistoren zuerst ein. Dabei fällt die Spannung an seinem Kollektor ab, wodurch die Spannung am anderen Ende des dort angeschlossenen Kondensators deutlich unter 0,6 V abfällt. Die Spannung am Kondensator kann nicht augenblicklich geändert werden.

Dieser Punkt ist auch die Basis des anderen Transistors, sodass er ausgeschaltet bleibt, bis sich das Basisende des Kondensators durch einen der 47-K-Widerstände auf 0,6 V auflädt.

Nehmen wir an, Q2 schaltet sich zuerst ein. Wenn Q2 ausgeschaltet ist, liegt die Spannung an seinem Kollektor an der Kondensator + Platte bei etwa VCC. Die Spannung an der - Platte beträgt etwa 0,6 V . Wenn es eingeschaltet wird, fällt die Kollektorspannung auf 0 V und die negative Platte des Kondensators fällt um den gleichen Betrag (VCC), sodass die Spannung an der Basis von Q1 -VCC + 0,6 V beträgt. Dadurch wird Q1 fest ausgeschaltet, bis sich die negative Platte auflädt auf 0,6 V durch R3.

Basis- und Collector-Wellenformen

Wenn dies geschieht, schaltet der Transistor ein und zieht die Spannung an seinem Kollektor und der Basis des anderen Transistors herunter, der durch den Kondensator verbunden ist. Dadurch wird der Transistor ausgeschaltet.

Spülen und wiederholen.

Ok, ich denke, ich bewege mich jetzt irgendwo hin. Nehmen wir also an, Q2 wird zuerst eingeschaltet, sodass die Spannung am Kollektorübergang von Q2 zu diesem Zeitpunkt 0 V beträgt. Wie hoch ist in diesem Moment die Spannung in Bezug auf Masse an der negativen Platte des Kondensators? Ist es 0,6 V oder fällt es auf 0 V ab und zieht die Basis des Transistors zu Q1 auf niedrig? In ähnlicher Weise ist Q1 zu diesem Zeitpunkt ausgeschaltet und die Kollektorspannung beträgt +Vcc, und weist die negative Platte des Kondensators -VCC auf? Tut mir leid, ich bin ein Anfänger, der mit diesen Konzepten Schwierigkeiten hat, sie zu verstehen. Bitte verzeihen Sie meine Unwissenheit.
Antwort bearbeitet, um diese Punkte zu klären.
Ich fand deine Erklärung total toll. Ich versuche seit ein paar Tagen, das zu verstehen, und das ist das Deutlichste, was ich je gesehen habe!

Wenn beide Seitenkomponenten identisch wären, würden beide Seiten theoretisch gleichzeitig den Vbe-Schwellenwert erreichen und den Kollektorstrom verstärken und die Seite des anderen herunterziehen. Aber nichts ist perfekt aufeinander abgestimmt, so dass das Rennen immer zuerst von einer Seite mit der kleinsten RC-Zeitkonstante auf der Basis und/oder dem größten hFE gewonnen wird.

Hallo Tony, danke für deine Antwort. Ich möchte aber auch verstehen, wie Transistoren abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden, da ein Multivibrator und Kappenspannungen das Schalten dieser Transistoren beeinflussen. Können Sie bitte helfen?
tinyurl.com/yc7r3d2n spielen Sie damit

Ich würde eine Simulation hinzufügen, um zu "zeigen", was passiert, wenn beide Seitenkomponenten "identisch" sind ...

Hinweis: Die Stromversorgung V1 hat eine Anstiegszeit von 10 ms.

Die folgende Simulation zeigt, dass die beiden Transistoren zum Startzeitpunkt "EIN" zu sein scheinen (Kondensatorspannung = 0).

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Und hier, wenn der Widerstand R5 einen "niedrigen" Wert hat (wenig Emitterrückkopplung -> niedrigeres effektives "Beta") oder Q1 durch einen BJT mit niedrigerem Beta ändern.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Hinzufügen des Widerstands auf Seite Q2 ... der zeigt, welche Seite "ein" oder "aus" ist.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ach, Microsim! Wie esoterisch! :)
Oh, Mistkerl. Ja, Microcap. Das wollte ich schreiben. Wirklich nettes Stück Software, aber ich habe den Eindruck, dass nur sehr wenige Leute es benutzen.
Eine interessante Tatsache ist, dass Sie durch Klicken auf eine "Komponente" oder eine ".define ..."-Anweisung den aktuellen Wert um einige Prozent ändern. So sieht man sofort, was passiert.
Ja, ich benutze es auch. Hauptsächlich für IBIS-Simulationen. Für andere Arten von Simulationen verwende ich LTSpice, weil es eine viel größere Benutzergemeinschaft hat, was hilft, wenn man nicht weiterkommt. Aber Microcap ist eine unglaublich vielseitige Software. Ich würde es gerne mehr verwenden, aber der beste Weg scheint, alle Newsletter auf der Website und die (gut geschriebene) Dokumentation selbst durchzugehen.
Astabiler Multivibrator mit Transistoren
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