unit 72

วงจรโมโนสเตเบลิ มัลติไวเบรเตอร์ 7

หวั ขอ้ การเรยี นรู้

1. วงจรโมโนสเตเบิลมลั ติไวเบรเตอร์
2. วงจรโมโนสเตเบิลมลั ติไวเบรเตอรช์ นิดทรานซิสเตอร์
3. วงจรโมโนสเตเบลิ มลั ติไวเบรเตอรช์ นิดออปแอมป์
4. วงจรโมโนสเตเบลิ มัลติไวเบรเตอร์ชนิดไอซี 555

อาจารยป์ ิยะ รัตตสนธกิ ลุ ครูชานาญการพเิ ศษ

7

จดุ ประสงคก์ ารเรียนรู้
1. ดา้ นความรู้

1 อธิบายหลกั การทางานของวงจรโมโนสเตเบลิ มลั ติไวเบรเตอรไ์ ด้
2 อธิบายหลกั การทางานของวงจรโมโนสเตเบิลมลั ติไวเบรเตอรช์ นิดทรานซิสเตอร์
ได้
3 อธิบายหลกั การทางานของวงจรโมโนสเตเบิลมลั ติไวเบรเตอรช์ นิดออปแอมป์ ได้
4 อธิบายหลกั การทางานของวงจรโมโนสเตเบิลมลั ติไวเบรเตอรช์ นิดไอซี 555 ได้

อาจารย์ปิยะ รตั ตสนธกิ ลุ ครูชานาญการพิเศษ

7

2. ดา้ นทกั ษะ

1 ประกอบวงจรโมโนสเตเบลิ มลั ตไิ วเบรเตอร์ ชนิดทรานซสิ เตอรไ์ ด้
2 วดั และทดสอบสญั ญาณของวงจรโมโนสเตเบิลมลั ตไิ วเบรเตอรไ์ ด้
3 เขียนรูปรา่ งสญั ญาณเอาตพ์ ตุ ของวงจรโมโนสเตเบิลมลั ตไิ วเบรเตอรช์ นดิ
ทรานซสิ เตอร์ได้
4 อา่ นคา่ ทางไฟฟ้าจากดีซโี วลตม์ ิเตอรข์ องวงจรโมโนสเตเบลิ มัลติไวเบรเตอรช์ นดิ
ทรานซสิ เตอรไ์ ด้
5 ประกอบวงจรโมโนสเตเบิลมลั ตไิ วเบรเตอร์ ชนิด IC 555ได้
6 วดั และทดสอบสญั ญาณของวงจรโมโนสเตเบิลมลั ตไิ วเบรเตอรช์ นิด IC 555ได้

อาจารย์ปิยะ รตั ตสนธกิ ุล ครูชานาญการพิเศษ

7.1 โมโนสเตเบลิ มัลตไิ วเบรเตอร์ 7

โมโนสเตเบิลมัลติไวเบรเตอร์ หรือมัลติไวเบรเตอร์แบบเอกเสถียร บางคร้ัง จะถูก
เรียกว่าวันช็อตมัลติไวเบรเตอร์ หรือมัลติไวเบรเตอร์แบบสัญญาณลูกโดด คือวงจรทาง
อิเล็กทรอนิกส์ที่มีสภาวะการทางานอยู่ 2 ส่วน ส่วนหน่ึงอยู่ในสภาวะเสถียรภาพ และอีก

ส่วนหนึง่ อยู่ในสภาวะกงึ่ เสถียรภาพ

T1 T2 T3 T1 T2 T3

รปู แสดงหลกั การทางานเบอื้ งตน้ ของวงจรโมโนสเตเบลิ มลั ติไวเบรเตอร์

อาจารย์ปิยะ รตั ตสนธิกลุ ครูชานาญการพิเศษ

7.2 โมโนสเตเบลิ มัลตไิ วเบรเตอรช์ นิดทรานซสิ เตอร์ 7

+VCC

RL1 C2 R2 C1 RL2 0
R1 Ei V
EO
OFQF1 R3 C3 OQN2 EOVCC0 T
Ei
-VBB t1 t2 t3 t4 t

รปู แสดงวงจรโมโนสเตเบลิ มลั ติไวเบรเตอรช์ นิดทรานซสิ เตอร์

อาจารย์ปิยะ รัตตสนธิกุล ครูชานาญการพิเศษ

7

รปู แสดงสภาวะการคายประจขุ องตวั เก็บประจุ C2 ผา่ นตวั ทรานซสิ เตอร์ Q1

+VCC

R2 Q2 +VCC t
OFF VC 0
VCC- C2
+ -VCC t1 t2
T
Q1
ON

(ก) สว่ นของวงจร ทเี่ วลา t1 (ข) ตวั เก็บประจุ C2 เปลย่ี นแปลงการประจุ

อาจารย์ปิยะ รัตตสนธิกุล ครูชานาญการพิเศษ

7

คา่ เวลา T คานวณไดด้ งั นี้

T = 0.69 R2 C2 S

เม่ือ T คือ ช่วงเวลาที่ Q2 ไมท่ างาน มหี นว่ ยเป็นวินาที (S)

R2 คือ คา่ ความตา้ นทานท่ีใชใ้ นวงจร มหี นว่ ยเป็นโอหม์ ( )
C2 คอื คา่ ความจทุ ใ่ี ชใ้ นวงจร มหี นว่ ยเป็นฟารดั (F)

อาจารยป์ ิยะ รัตตสนธกิ ุล ครชู านาญการพิเศษ

7

รปู แสดงวงจรโมโนสเตเบลิ มลั ตไิ วเบรเตอรช์ นิดทรานซสิ เตอร์
แบบปรบั ค่าความกว้างคล่ืนสเ่ี หลย่ี มได้

อาจารย์ปิยะ รตั ตสนธิกลุ ครูชานาญการพิเศษ

ความกวา้ งของพลั ส์ท่เี อาต์พุต
จากวงจรรูปท่ี 7.4 ช่วงเวลาซ่งึ ตวั เก็บประจุ C ใชใ้ นการเก็บประจุกระท่งั มีแรงดันตก

ครอ่ มเป็น 0 โวลต์ โดยทาใหม้ ีกระแสไหลผ่านตวั ตา้ นทาน R อาจหาไดจ้ ากสมการของการเก็บ
ประจดุ งั นี้

อาจารย์ปิยะ รัตตสนธิกลุ ครชู านาญการพิเศษ

อาจารยป์ ิยะ รตั ตสนธิกลุ ครูชานาญการพเิ ศษ

ดงั นัน้ ช่วงเวลาอยา่ งน้อยทส่ี ดุ จะต้องให้การทริกเกอร์ของวงจรโมโนสเตเบลิ มัลตไิ วเบรเตอร์ กค็ อื T

อาจารย์ปิยะ รัตตสนธิกลุ ครูชานาญการพเิ ศษ

วงจรโมโนสเตเบิลมลั ติไวเบรเตอรช์ นดิ ตอ่ เพมิ่ ไดโอดท่ขี าอมิ ติ เตอร์Q2

อาจารย์ปิยะ รตั ตสนธกิ ุล ครูชานาญการพิเศษ

การออกแบบวงจรจากวงจรโมโนสเตเบิลมัลติไวเบรเตอร์ ถ้าทดลองออกแบบวงจรโดยมีค่า ดังต่อไปน้ี
กาหนดให้ eO = 12 Vpeak, IC = 20 mA, Output Pulse Duration = 20 µs, Q = 1200 pC
ทรานซิสเตอรท์ งั้ 2 ตวั ท่ีใชเ้ ป็นซิลิคอนแบบ NPN มีคา่ hFE min = 20, ICBO = 0, VEBO = 5 V, PIV =
60 V ไดโอดทใ่ี ชเ้ ป็นซลิ คิ อนไดโอด ใชแ้ หลง่ จา่ ยไฟ 12 V และ 6 V อยา่ งละ 1 ตวั และคา่ VBE of = -0.5
จงคานวณหาคา่ R, R1, R2, RL, C, C1, และ C2, ลาดบั ขน้ั การพิจารณามีดงั นี้

1. จากทรานซิสเตอรอ์ ยใู่ นสภาวะนากระแส (ON) หาคา่ RL = RL1 = RL2 โดยใชก้ ฎของโอหม์

อาจารย์ปิยะ รัตตสนธิกลุ ครูชานาญการพเิ ศษ

2. หาคา่ กระแส (IB) ตา่ สุดทที่ าใหท้ รานซสิ เตอรท์ างานถงึ จดุ อ่ิมตวั
3. หาคา่ ความตา้ นทาน R ทจ่ี ะจากดั กระแสเบสตามข้อท่ี 2

อาจารย์ปิยะ รัตตสนธิกลุ ครชู านาญการพิเศษ

4. ในกรณที ี่วงจรทรานซสิ เตอรข์ ณะหยดุ นากระแส (OFF) เขียนสมการของ VBE (OFF)
ในเทอมของแหล่งจ่ายแรงดัน VBB และเขยี นสมการ OFF ในเทอมของ R1และ R2

อาจารย์ปิยะ รตั ตสนธกิ ลุ ครชู านาญการพิเศษ

5. ในกรณที ว่ี งจรทรานซิสเตอรข์ ณะนากระแส (ON) แสดงดงั รปู และเขยี นสมการวงจร ON
ดว้ ยโหนด (Node Equation) ในเทอมของ R1 และ R2

อาจารย์ปิยะ รัตตสนธกิ ุล ครูชานาญการพเิ ศษ

6. ใช้สมการ ON และสมการ OFF ในการหาคา่ ความตา้ นทาน R1 และ R2

อาจารยป์ ิยะ รัตตสนธิกุล ครชู านาญการพเิ ศษ

อาจารยป์ ิยะ รตั ตสนธิกลุ ครูชานาญการพเิ ศษ

7. ใชส้ มการการประจุของตัวเกบ็ ประจุหาคา่ ความจขุ องตวั เกบ็ ประจุ C ท่ปี ระจแุ รงดนั จากค่าท่ี
-VCC ถึง 0 V ในเวลา 200 µs โดยตวั เก็บประจุจะประจผุ า่ นตวั ตา้ นทาน R และแหลง่ จา่ ย VCC
จาก

อาจารยป์ ิยะ รัตตสนธกิ ลุ ครชู านาญการพเิ ศษ

8. ใชส้ มการประจุไฟฟา้ หาคา่ ตวั เก็บประจุ C1 และ C2

อาจารยป์ ิยะ รตั ตสนธิกลุ ครูชานาญการพเิ ศษ

9. วงจรจากการออกแบบสามารถเขยี นเป็นวงจรใหม่ได้ดังรูป

รูปท่ี 7.8 วงจรท่อี อกแบบไดต้ ามตวั อยา่ ง

อาจารย์ปิยะ รัตตสนธกิ ุล ครชู านาญการพิเศษ

7.3 โมโนสเตเบลิ มลั ตไิ วเบรเตอรช์ นิดออปแอมป์ 7

+VCC C2 EO V
Ei+Vs0at
R1 +VCC EO 0
R2 C1
+ -Vsat
Ei R3
-

D1 -VCC

T t3 t4 t5 t
t1 t2

(ก) วงจร (ข) สญั ญาณ

อาจารยป์ ิยะ รัตตสนธกิ ลุ ครชู านาญการพิเศษ

7.4 โมโนสเตเบลิ มลั ตไิ วเบรเตอรช์ นิดไอซี 555 7

+VCC Ei +VCC
0
R1 78 43
R2 C1 555 EO EO+VC0C
C2
62 15 VC132VC0C T
S1 Ei

t1 t2 t3 t4 t5 t

(ก) วงจร (ข) สัญญาณ

อาจารย์ปิยะ รัตตสนธกิ ลุ ครชู านาญการพเิ ศษ

7

ช่วงเวลา T หาไดจ้ ากสมการ

T = 1.1 R1 C1

เมื่อ T คอื ชว่ งเวลาความกวา้ งพลั สเ์ อาตพ์ ตุ มีหนว่ ยเป็นวินาที (S)

R1 คือ คา่ ความตา้ นทานท่ใี ชใ้ นวงจร มีหน่วยเป็นโอหม์ ()
C1 คอื คา่ ความจทุ ่ใี ชใ้ นวงจร มีหน่วยเป็นฟารดั (F)

อาจารย์ปิยะ รัตตสนธิกุล ครูชานาญการพิเศษ