单稳态触发器

电路有一个稳态和一个暂稳态，没有外来触发脉冲作用时，电路处于稳定状态；在外来触发信号作用下，电路翻转到暂稳态

经过一段时间后，电路自动由暂稳态返回稳态，处于暂稳态的时间就是输出脉冲的宽度，取决于RC电路的时间常数

CMOS微分型单稳态触发器

由两个或非门与一个RC电路组成

• $V_I=0$时没有触发信号，电路处于稳态，$V_{O2}$为低电平，$V_{O1}$为高电平，电容无电荷
• $V_I$跳到高电平，$V_{O1}$则由高跳低，鉴于电容电压不可突变，那么$G_2$输入为两个低电平，$V_{O2}$由低电平跳为高电平，进入暂稳态。此后$V_I$在高电平还是低电平都不影响电路的状态
• $V_{DD}$通过电阻向电容充电，使得$G_2$的输入电压升高，达到阈值后使得$V_{O2}$跳回低电平。此时$V_I$应该早已处于低电平，那么$V_{O1}$翻转回高电平，重新回到稳态

由电容的充电方程可以给出输出脉冲的宽度，即电容从$0$充到$V_{TH}$的时间

如果阈值电压$V_{TH}$是高电平的一半，代入即可得到

其中二极管的作用有二

1. 钳位作用，防止输入大于$V_{DD}$$
2. 电容放电时减小电阻，加快放电

在电路回到稳态后，还需要一定的时间才能接受新的触发信号，一般为$3\tau_d$

其中$R_D$是二极管的电阻

之所以称其为微分型单稳态电路，是因为它对触发信号的上升沿敏感，相当于对输入信号做了“微分”

积分型单稳态触发器

积分型单稳态触发器加入了一个积分电路，如图

• $V_I=0$时没有触发信号，电路处于稳态，$v_a,v_b,v_d$为高电平，$V_O$为低电平
• $V_I$由低跳高时，$v_a$跳为低电平，不过由于电容电压不可突变，$v_b$仍保持高电平，此时$G_2$的两个输入都为高电平，那么$v_d$跳为低电平，然后$V_O$跳为高电平，电路进入暂稳态，需要$V_I$一直保持高电平
• 电容通过$R$放电，使得$v_b$低于阈值，$V_O$跳回低电平。此后$V_I$可以跳回低电平，电容重新充电，然后进入稳态

它的脉冲宽度是电容放电时间

恢复时间$t_{re}$为电容充电时间。它的抗干扰能力强，如果$V_I$不能保持，输出脉冲宽度不会比$V_I$的脉冲更长。不过它没有正反馈，波形的边缘比较差，而且要求触发脉冲宽度大于输出脉冲宽度

一个改进的方案是增加一个与非门，使用$v_d$进行反馈

这样就由正脉冲触发改为了负脉冲触发，并且不再要求触发脉冲的宽度大于输出脉冲

74121不可重复触发集成单稳态触发器

74121有四种接法，使用内部/外部电阻，上升沿/下降沿触发

它是不可重复触发的，也就是说在暂稳态期间不响应触发脉冲。与之相对的是可重复触发（如MC14528），在暂稳态可以被再次触发，计时重新开始

定时

将单稳态触发器的输出和某个波形输入接在与门的两个输入上，即可截取出$t_w$长度的输入波形

延时

将两个单稳态触发器串联到一起，以第一个触发器的输出作为第二个触发器的触发信号，即可实现第二个触发器的脉冲相比输入延迟$t_w$

噪声消除

这样的电路会使得D触发器延迟$t_w$再采样输入信号，若输入脉冲的宽度不够，则不能更新D触发器的状态，输出不变