無安定マルチバイブレータにおけるキャパシタの働き

質問

無安定マルチバイブレータは、2つのトランジスタをそれぞれTr1、Tr2とすると、Tr1のベース電圧が正になることでTr1のコレクタ電流が増加し、それによってTr2のベース電圧が0になりTr2がoffになる。(説明がおおざっぱすぎるかもしれませんが)これをTr1とTr2で交互に繰り返すことで発振するものだということはわかっているのですが、2つのキャパシタの働きがいまいちわかりません。

わかる人がいれば、できるだけ詳しく教えていただけるとありがたいです。回答よろしくお願いします。

回答No.3

maccha_neko · ベストアンサー

１，C1に+5V充電されていて、Tr1がONになった瞬間C1の＋側が0Vになることで－側が-5Vになる。
Tr1を単なるスイッチにおきかえれば，R1は除去できて，R2とC1が直列になった回路でC1とTr2のベース・エミッタ間（ダイオード）が並列になっているようなものです．
C1は充電されていたのに，いきなり0Vと接続されてしまうのですから，いわばショートされたようなものですね．C1を電池として考えると
C1(+)=>GND=>電池(-)=>電池(+)=>R2=>C1(-)っていう感じの回路になって，これは２つの電池を輪につないで間に10kΩを挟んでいるようなものです．

２，Tr2がOFFになる。
このときTr2のベース電圧は・・っていうと最初は-5Vくらいまで下がりますけど，C1が放電されていくにつれて次第に電圧が上がってきます．
これがリンク先にあるB2-Eが斜めに上昇している部分のうち0Vより下の部分です．
C1が放電されきって端子間の電圧が0Vになっても止まらず，電池からR2を通して逆向きに充電されていきます．（空のコンデンサをR2と直列にして電池とつないだと考えてください）
これがB2-Eが上昇している部分のうち0Vより上側になっている部分です

充電が進むにつれてC1の-側（R2と繋がっている側）の電圧も上昇してTr2のベース電圧もあがってきます．

これでTr2のベースにほんの僅か電流が流れ始めます（完全にONというほどではない）．するとトランジスタの増幅作用で大きなコレクタ電流が流れ，C2が放電，Tr1のベース電圧低下で一気にTr1がOFFします．

Tr1がOFFすると，Tr2のベース部分の回路はR1とC1の直列回路とR2が並列になったような状態になります．これでTr2のベース電圧もポン！と跳ね上がります．
これがB2-Eの電圧が斜めに上昇が終わったところにある，線が切れたように見えている部分です．

C1は0.6Vほどですが逆向き充電されているので，電池とC1が直列になったようになって，この瞬間のベース電圧はいつもより高くなりますし，その後もコンデンサが並列になったことで通常より少しベース電流が多めに流れるので，この間VBEも少し大きめになります．
波形を良く見ると線の切れた直後が，少し上から降りてくるような波形になっているのはこのためです．

お礼

わかりやすく説明していただきありがとうございました。

回答No.2

info22

>2つのキャパシタの働きがいまいちわかりません。
交互にTrの出力電圧の立下りの微分波形を相手側のTrのベースに伝え、コンデンサーに電荷がたまってくると、ベースの電位が上がってきて一定時間経つとTrをONにするベース電位に達して相手側のTrをONにし、相手側の出力が一気に低レベルになリます。それを相手側Tr出力の立下りはコンデンサーの微分回路を通してベース電圧を瞬時に低下させTrがOFFになります。
この繰り返しで、コンデンサーは微分回路としてTrの出力の変化を瞬時に伝える働きと、同時にゆっくりした充電でトランジスターのベース電位をコントロールして無安定マルチバイブレーターの発信周期の半分を交互に作り出しています。

詳細は参考URLの解説をご覧下さい。

参考URL：

http://www.hi-ho.ne.jp/touchme/PDFFiles/MultiVibrator.pdf

補足

回答ありがとうございます。

参考URLを見てみると、
１，C1に+5V充電されていて、Tr1がONになった瞬間C1の＋側が0Vになることで－側が-5Vになる。
２，Tr2がOFFになる。
３，Tr1の－側の-5Vが、RB2を通じて0Vに向かっていく。
のはわかりました。ただ、この先がよくわかりません。
この後、Tr2がONになるということは、Tr2のベース電圧が正になるのですよね？ということは、上記の３でC1が充電(放電？)を行って0Vになった後も電圧が増えていくことになるのですか？そうなると、記号の－側が＋側より電位が高くなってしまうと思うのですが。この先は、C1はどうなるのでしょうか？

説明が下手ですが、上記について回答よろしくお願いします。

回答No.1

a987654

無安定マルチバイブレータのキャパシタはコレクタ側が
＋→０になったときその反対側（他方のＴＲのベース側）に
＋を伝えます。
これにより相手側ベース電圧が＋になり、ＣＲで定まる一定時間後
相手側ＴＲが、オンになり今度はこちらのＴＲのコレクタ側が
＋→０のなり発振します。

（コレクタ側が０→＋でも負の電圧を相手側伝え先ほどの説明と
相乗効果となるのですが、ややこしくなるので省きました。）

補足

回答ありがとうございます。

参考URLの都合上、回答番号No.2に書かせていただきました補足について、よければ回答お願いします。