[전자회로실험] Pulse 발생 및 timer(결과)

외부 저항 R 그리고 외부 커패시터 C왿� 함께 555 IC를 사용하여 단안정 멀티바이브레이터를 나타낸다. 안정 상태에서 플립-플롭은 reset 상태에 있을 것이다. 따라서 그것의 /Q 출력은 high 일 것이고 이 출력이 트랜지스터 Q1을 도통시킬 것이다. 도통된 Q1의 컬렉터-베이스 접합이 순바이어스이므로 트랜지스터 Q1은 곧 포화될 것이다. 따라서 Vc는 0V에 가까울 것이며 이로 인해 비교기 1의 출력은 저레벨에 될 것이다.

한편 Vtrigger라는 명칭이 붙은 트리거 입력 단자의 전압이 (Vth 보다 큰) high를 유기하고 있으므로 비교기 2의 출력 역시 low일 것이다. 플립-플롭이 reset 상태에 있기 때문에 !가 low 이고 이에 따라 Vo가 0V에 가까울 것이라는 점에 주목하기 바란다.

단안정 멀티바이브레이터를 트리거 시키기 위해서는 마이너스 입력 펄스를 트리거 입력 단자에 가해야 할 것이다. Vtrigger가 Vth 아래로 내려감에 따라 비교기 2의 출력은 고레벨로 갈 것이며 이 출력이 플립-플롭을 set 시킬 것이다. 따라서 플립-플롭의 출력 Q가 high로 내려갈 것이고 Vo 역시 high로 갈 것이다. 그리고 플립-플롭의 출력 /Q는 los가 되어 트랜지스터 Q1을 차단시킬 것이다.

Q1이 차단됨에 따라 커패시터 C가 저항 R을 통해 충전하기 시작할 것이며 그것의 전압 Vc는 Vcc를 향해 지수적으로 상승할 것이다. 이 때부터 단안정 멀티바이브레이터는 준안정 상태에 머무르기 시작할 것이다. 이 상태는 Vc가 비교기 1의 문턱 전압 V소에 다다르고 이를 초과하기 시작할 때까지 유지될 것이다. Vc가 비교기 1의 문턱 전압을 초과할 때 비교기 1의 출력이 high가 되어 플립-플롭을 reset 시킬 것이다. 따라서 플립-플롭의 출력 /Q는 high가 되어 Q1 트랜지스터를 도통시킬 것이다. 도통된 트랜지스터 Q1은 커패시터 C를 빠르게 방전시킬 것이며 커패시터 C가 방전함에 따라 Vc는 0V가 될 것이다. 또 플립-플롭이 reset될 때 Q 출력이 low가 되므로 Vo는 0V로 되돌아 올 것이다. 이 때부터 단안정 멀티바이브레이터는 자신의 안정 상태로 되돌아 새로운 트리거 펄스를 받을 준비를 할 것이다.

이 설명으로부터 단안정 멀티바이브레이터가 나타낸 출력 펄스 Vo를 만들어낸다는 것을 알 수 있을 것이다. 펄스의 폭 T는 단안정 멀티바이브레이터가 주안정 상태에서 소비하는 시간 간격이다. 따라서 펄수의 폭 T는 단안정 멀티바이브레이터가 준안정 상태에서 소비하는 시간 간격이다. 따라서 펄스의 폭을 다음과 같이 구할 수 있다. 트리거가 가해지는 순간을 t=0 로 표시하면 Vc의 지수 파형은 다음과 같이 표현된다.
t=T에서 Vc=Vth=2/3Vcc 로 대체함으로써
을 얻을 수 있다. 따라서 펄스폭은 외부 소자 C왿� R에 의해서 결정되며 이 소자들은 우리가 원하는 만큼의 정확한 값들을 가지도록 선택될 수 있다.