用集成与非门组成的施密特触发器

1.1　电路组成

用与非门组成的施密特触发电路如图3.12所示。它由三个与非门G1、G2、G3和一个二极管VD组成。其中G1和G2构成基本RS触发器，二极管VD起到电平转移作用，用来产生回差电压。图3.12（b）是它的逻辑符号。

1.2　工作原理

下面结合图3.12（c）所示的工作波形图进行讨论。设输入信号Vi为三角波，与非门的开门电平为1.4V，二极管导通电压为0.7V。

（1）初始稳定状态——第一稳态

开始Vi为小于0.7V的低电平，门G3关闭，输出高电平1，即为高电平1。虽然因高出Vi一个二极管的正向导通电压0.7V，但小于1.4V门坎电压，所以，为低电平0（与非门输入电平的高低以门坎电压为准）。根据基本RS触发器的逻辑关系可知：输出电压Vo为高电平1，而Vi为低电平0。这是电路的第一稳态（Q=1,=0）。

当Vi上升，只要Vi＜1.4V，门G3总是关闭的，使保持1态，故RS触发器保持1态不变，即电路保持第一稳态。

图3.12　与非门施密特触发器

（2）电路的第一次翻转

Vi继续升高到1.4V时，门G3立即转为开通，它的输出端变为低电平0；而仍比Vi高0.7V，保持高电平1态。于是RS触发器被置0，即输出电压Vo由高电平1态翻转为0态。就是电路的第二稳态（Q=0,=1）。

Vi继续升高，电路将保持第二稳态不变。

当输入电压Vi下降到1.4V以下时，门G3由开通转为关闭，其输出R由0态变为1；而仍比Vi高0.7V，也为1态。根据基本RS触发器的逻辑关系可知：它将保持原来的0态不变，即电路仍维持第二稳态不变。

当输入电压Vi继续下降到0.7V以下时，门G3仍关闭，=1；而仅比Vi高0.7V，所以的电平小于1.4V，=0。同理可知，电路将翻转为1态。电路重返第一稳态：Q=1,=0。

1.3　回差特性

从以上的讨论可知，在Vi上升过程中，只有当Vi达到1.4V时，施密特触发器才从第一稳态翻转到第二稳态；而在Vi下降过程中，仅当Vi降到0.7V以下时，电路才能重新翻转，返回第一稳态。两次触发电平存在差值，这就是施密特触发器的回差现象。

如果我们把上升触发电平记作发VT+，下降触发电平记作VT−。则两次触发电平的差值称为回差电压ΔV

ΔV=VT+−VT−

如图3.12所示的施密特触发器的回差电压ΔV=0.7V。施密特触发器这种固有的特点，我们称为回差特性，也叫作滞回特性。

如图3.13所示的是施密特触发器的回差特性曲线，也称电压传输特性曲线。

图3.13　回差特性曲线