10.9 施密特触发器
施密特触发器不同于前述的各类触发器，它具有以下特点：
1. 施密特触发器属于电平触发，对于缓慢变化的信号仍然适用，当输入信号达到某一定电压值时，输出电压会发生突变。
2. 输入信号增加和减少时，电路有不同的阈值电压，它具有如图10.9.1所示的传输特性。
10.9.1 CMOS门电路组成的施密特触发器
由CMOS门组成的施密特触发器如图10.9.2所示。电路中两个CMOS反相器串联，分压电阻R1、R2将输出端的电压反馈到输入端对电路产生影响。
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 （a）逻辑电路 （b）逻辑符号 |
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图10.9.1 施密特电路的传输特性 |
图10.9.2 CMOS反相器组成的施密特触发器 |
假定电路中CMOS反相器的阈值电压Vth≈VDD/2，R1< R2,且输入信号vI为三角波，下面分析电路的工作过程。
由电路不难看出，G1门的输入电平vⅠ1决定着电路的状态，根据叠加原理有：
当vⅠ=0V时，G1门截止，G2门导通，输出端vO=0V。此时vⅠ1≈0V。输入从0V电压逐渐增加，只要vⅠ1< Vth，则电路保持vO=0V不变。当vⅠ上升使得vⅠ1=Vth时，使电路产生如下正反馈过程：
这样，电路状态很快转换为vO≈VDD， 此时VⅠ的值即为施密特触发器在输入信号正向增加时的阈值电压，称为正向阈值电压，用VT+表示。即由式
得
所以
当vⅠ1>Vth时，电路状态维持vO=VDD不变。vⅠ继续上升至最大值后开始下降，当vⅠ1=Vth时，电路产生如下正反馈过程：
这样电路又迅速转换为vO≈0V的状态，此时的输入电平为vⅠ减小时的阈值电压，称为负向阈值电压，用VT+表示。根据式
此时有
将VDD=2Vth代入可得
只要满足vⅠ< VT-，施密特电路就稳定在vO≈0V的状态。由式
和式可求
得回差电压为
上式表明，回差电压的大小可以改变R1、R2的比值来调节。电路工作波形及传输特性如图10.9.3 所示。
图10.9.3 施密特触发器工作波形及传输特性
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施密特反向器
