| 我們知道，門(mén)電路有一個(gè)閾值電壓，當輸入電壓從低電平上升到閾值電壓或從高電平下降到閾值電壓時(shí)電路的狀態(tài)將發(fā)生變化。 施密特觸發(fā)器是一種特殊的門(mén)電路，與普通的門(mén)電路不同，施密特觸發(fā)器有兩個(gè)閾值電壓，分別稱(chēng)為正向閾值電壓和負向閾值電壓。 在輸入信號從低電平上升到高電平的過(guò)程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱(chēng)為正向閾值電壓(Vt+)。 在輸入信號從高電平下降到低電平的過(guò)程中使電路狀態(tài)發(fā)生變化的輸入電壓稱(chēng)為負向閾值電壓((Vt-)。 正向閾值電壓與負向閾值電壓之差稱(chēng)為回差電壓(ΔVt)。 普通門(mén)電路的電壓傳輸特性曲線(xiàn)是單調的，施密特觸發(fā)器的電壓傳輸特性曲線(xiàn)則是滯回的[圖6.2.2(a)(b)]。 用普通的門(mén)電路可以構成施密特觸發(fā)器[圖6.2.1]。 因為CMOS門(mén)的輸入電阻很高，所以Vth的輸入端可以近似的看成開(kāi)路。把疊加原理應用到R1和R2構成的串聯(lián)電路上，我們可以推導出這個(gè)電路的正向閾值電壓和負向閾值電壓。 當Vi=0時(shí)，Vo=0。 當Vi從0逐漸上升到Vt+時(shí)，Vi`從0上升到Vth，電路的狀態(tài)將發(fā)生變化。我們考慮電路狀態(tài)即將發(fā)生變化那一時(shí)刻的情況。因為此時(shí)電路狀態(tài)尚未發(fā)生變化，所以Vo仍然為0， Vi` = Vth = Vi * R2 /(R1+R2) = Vt+ * R2/(R1+R2)，于是，Vt+ = (1+ R1/R2)。 與此類(lèi)似，當Vi = Vdd時(shí)，Vo = Vdd。 當Vi從Vdd逐漸下降到Vt-時(shí)，Vi`從Vdd下降到Vth，電路的狀態(tài)將發(fā)生變化。我們考慮電路狀態(tài)即將發(fā)生變化那一時(shí)刻的情況。因為此時(shí)電路狀態(tài)尚未發(fā)生變化，所以Vo仍然為Vdd = 2Vth，Vi` = Vth = R2*Vi/(R1+R2)+Vo*R1/(R1+R2)= R2*Vt- /(R1+R2)+2Vth*R1/(R1+R2)，于是，VT- = (1-R1/R2)Vth。 通過(guò)調節R1或R2，可以調節正向閾值電壓和反向閾值電壓。不過(guò)，這個(gè)電路有一個(gè)約束條件，就是R1<R2。如果R1>R2，那么，我們有Vt+ > 2Vth = vdd及Vt- <0，這說(shuō)明，即使Vi上升到Vdd或下降到0，電路的狀態(tài)也不會(huì )發(fā)生變化，電路處于“自鎖狀態(tài)”，不能正常工作。 集成施密特觸發(fā)器比普通門(mén)電路稍微復雜一些。我們知道，普通門(mén)電路由輸入級、中間級和輸出級組成。如果在輸入級和中間級之間插入一個(gè)施密特電路就可以構成施密特觸發(fā)器[圖6.2.4]。集成施密特觸發(fā)器的正向閾值電壓和反向閾值電壓都是固定的。 利用施密特觸發(fā)器可以將非矩形波變換成矩形波[圖6.2.8]。 利用施密特觸發(fā)器可以恢復波形[圖6.2.9(a)(b)(c)]。
利用施密特觸發(fā)器可以進(jìn)行脈沖鑒幅[圖6.2.10]。
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