Me han dado este generador monoestable de dientes de sierra basado en un temporizador 555. Este es un arreglo conocido para esta parte. La diferencia con otros circuitos que he visto es que la red de polarización del transistor externo se compone de un diodo Zener + un diodo normal (de pequeña señal). ¿Por qué se utiliza el diodo Zener? ¿Qué ventaja tiene sobre una simple resistencia y por qué es necesario el otro diodo?
El transistor PNP forma parte de una fuente de corriente constante para el condensador. La corriente está determinada por la tensión a través de \$R_E\$ (sin tener en cuenta la corriente de base relativamente pequeña).
La tensión a través de \$ R_E\$ es \$ V_Z - V_{BE} + V_D \$ donde \$V_D\$ es la tensión directa a través del diodo, por lo que podemos decir que \$I_C \approx\$ \$ (V_Z - V_{BE} + V_D)\over R_E \$
Aunque las corrientes que atraviesan el diodo y la unión base-emisor suelen ser bastante diferentes, las tensiones no están tan alejadas, y la magnitud de los coeficientes de temperatura de ambos será de unos 2mV/°C, y tenderán a anularse.
En ese caso, \$I_C \approx\$ \$ V_Z\over R_E \$
La tensión Zener en este circuito debe ser inferior a 5V para que este circuito funcione (ya que el condensador tiene que cargarse a 2/3 de 15V). El coeficiente de temperatura de los zeners en el rango de 4,3-4,7V es aproximadamente cero.
(Ref Motorola Semiconductor Data Library 1N47xx series)
La combinación del diodo zener y el diodo estabiliza la corriente constante tanto contra los cambios de temperatura como contra los cambios en la tensión de alimentación, sin embargo, en realidad aumenta la variación en el tiempo con la tensión de alimentación, ya que la tensión umbral del 555 se deriva por un divisor de la tensión de alimentación.
Edición: En referencia a una pregunta adicional, incluyo una "Tabla Funcional" de una versión del 555 hoja de datos (tipo CMOS, pero la lógica es la misma).
Sólo tengo una pregunta respecto a lo que has escrito aquí... Si el nivel de disparo se mantiene bajo, el condensador comienza a cargar (suponiendo que se descargó de antemano), esto continúa hasta que Vc cruza 2/3Vcc (10V), pero si el gatillo se mantiene bajo en ese punto, Vc sólo será limitado por el transistor ¿verdad? Así que puede pasar de 2/3Vcc.
De la ecuación de carga del condensador, CV = It
V =( I/C)t
Entonces, si I se hace constante, V =kt donde k =(I/C) Es un generador de rampa
Así, el transistor y el zener crean una fuente de corriente constante. D1 se utiliza para compensar la caída B-E del transistor, así como para compensar la temperatura. Por lo tanto, la corriente IC =IE = Vz/RE = constante como se requiere. La resistencia normal utilizada en lugar del zener no proporcionará una tensión constante en caso de variación de la tensión de línea o de variaciones de temperatura.
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