無安定ﾏﾙﾁﾊﾞｲﾌﾞﾚｰﾀ(ICﾀｲﾌﾟ) 回路説明
まず、インバータＡの入力をローレベルと仮定します。この時、インバータＡの出力はハイレベルになります。 Ｃyに電荷が溜まっていないとすると、インバータＡの出力→Ｃy→Ｒy→Ｄy→インバータＢの出力と電流が流れます。 最初はインバータＢの状態は不定ですが、完全にはハイレベル状態ではないので、上記の電流が流れます。 Ｃyに電荷が溜まり始める時にはＣyは短絡状態と同じように見えます。ですから、インバータＢの入力はハイレベル状態になります。これによりインバータＢの出力は完全にローレベルとなり、上記の電流ルートが完全に形成されることになります。インバータＡの入力にも電流が流れますが、微量ですので、ほとんどはＲyを通るルートで電流が流れます。 Ｃyに電荷が溜まってくると、電流が減ってきます。それに伴ってインバータＢの入力電圧も下がってインバータＢのスレッショルド電圧(VT)に近づきます。インバータＢの出力はローレベル（ほとんど０Ｖ）ですので、Ｒy、Ｄyを通してさらに電流は流れ続け、インバータＢの入力電圧はスレッショルド電圧(VT)になります。  するとインバータＢの出力は反転してハイレベル状態になります。 インバータＢの出力がハイレベルになると、Ｄyのカソード側の電圧が高くなり、Ｒyを通る電流は停止します。もし、ＤyがないとインバータＢの出力がＲyを通してインバータＢの入力に伝わってしまい、再びインバータＢの入力がハイレベルとなり、出力がローレベルとなるというように繰り返してしまい、インバータＢは発振動作をしてしまいます。 インバータＢのハイレベル出力はＣxを通してインバータＡの入力をハイレベル状態にします。この時電流はインバータＢの出力→Ｃx→Ｒx→Ｄx→インバータＡの出力と流れます。 インバータＡの入力がハイレベル状態になると、インバータＡの出力はローレベルになります。Ｃyには既にインバータＡの出力側をプラスとした電荷が溜まっており、その状態でインバータＡの出力がローレベル（０Ｖ）になったため、インバータＢの入力側の電圧はマイナス電位からスタートすることになります。Ｃyの電荷の放電はインバータＢの入力→Ｃy→インバータＡの出力と電流が流れることにより行われます。 Ｃxに電荷が溜まってくると、電流が減り、インバータＡの入力電圧が下がります。インバータＡの入力電圧がインバータＡのスレッショルド電圧になると、インバータＡの出力はハイレベルとなります。  これで、説明の最初の状態に戻りました。 以後、この動作を繰り返します。 ここで疑問があるかも知れません。 最初、インバータＡの入力をローレベルとしました。この回路の電源を投入した時点ではインバータの状態は定まっていません。ただ、インバータの特性は全く同じではありません。どちらかのインバータの出力が先にハイレベルとなり、それにより、状態が確定します。理想的なインバータ回路があった場合、繰り返し動作をしないことも考えられますが、実際にはそうはならず、繰り返し動作をします。 Ｃx、Ｃyの放電。 インバータが反転した後、ＣxまたはＣyは放電（電荷を逃がす）をする必要があります。 この放電にはインバータの入力から流れ出る電流が必要になります。この放電が行えないと、次の周期で既に電荷が溜まっている状態からスタートするので、すぐにスレッショルド電圧になります。すなわち、繰り返しの周期が短くなるか、または、繰り返しが行われないことになります。周期を長くしようとしてコンデンサの値を大きくしても放電が十分行われずに周期が長くならないこともあります。 また、インバータとして７４ＨＣ０４を使った場合、入力電流がほとんど流れないので、放電が行われず正常な動作をしません。実際、７４ＨＣ０４で今回作成した回路を動作させてみました。最初は一見正常な動作をしましたが、しばらくすると両方のＬＥＤが同時に点灯したり、正常な動作をしませんでした。 |