當電容電壓VC大於OPA非反相輸入端之電 壓（V+）
V+=VU=VO+（sat）*R2/R1+R2（上限觸發電壓） 時， VO即迅速轉變為負飽和電壓，而此時之V+ 變為 V+=VL =VO-（sat）* R2/R1+R2（下限觸發電壓）
OPA組成無穩態多諧振盪器(4)
•由於VO為負飽和電壓，所以電容器 開始經由R向OPA之輸出端放電
T2=0.693*RB1*CB1
無穩態多諧振盪器原理說明(5-3)
無穩態多諧振盪器原理說明(5-4)
無穩態多諧振盪器原理說明(5-5)
無穩態多諧振盪器 結論(1)
當電源接上時的瞬間使電晶體Q1飽和，
Q2截止 經過T1秒之後，使電晶體Q1截止， Q2飽和
無穩態多諧振盪器 結論(2)
再經過T2秒之後，又使電晶體Q1飽和
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器(4-1)
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器(4-2)
等效電路
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器(5-1)
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器(5)
•當VC=0V，且Z點電壓為VDD，所以 由Z點向電容C充電，其路徑如圖所 示，電容電壓VC因充電而逐漸上升， 使得電阻R上的電壓VR逐漸下降，當 VR小於VT（≒1/2VDD）時，閘A的輸出 又發生轉態，故Y變為”H”，Z點變 為”L”，X點變為”L”。
多諧振盪器的結構
無穩態多諧振盪器(astable multivibrator)
單穩態多諧振盪器(monostable multivibrator) 雙穩態多諧振盪器(bistable multivibrator)
無穩態多諧振盪器
這是重 點部分
無穩態多諧振盪器是不需要外加觸
發信號就能發生振盪，屬於自激式 多諧振盪器。
Q2截止 如此持續下去，產生振盪
無穩態多諧振盪器 週期公式
T=T1+T2=0.693*(RB2CB2+ RB1 CB1 )
≒1.4RBCB (設RB1=RB2=RB，CB1=CB2=CB)
輸出頻率 F=1/T=1/1.4RBCB
OPA組成無穩態多諧振盪器
OPA的 無穩態
OPA組成無穩態多諧振盪器(1)
（亦可稱為逆向充電）； •當電容電壓VC較V+(=VL)為低（負） 的電壓時，VO即又迅速轉變為正飽和 電壓。 •如此週而復始。
OPA組成無穩態多諧振盪器的波形
觸發閘組成 無穩態多諧振盪器
數位IC 式的無 穩態(1)
史密特觸發閘組成 無穩態多諧振盪器(1)
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器(5-2)
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器的公式(6)
555 IC組成 無穩態多諧振盪器
內 部 結 構 方 塊 圖
555 IC組成 無穩態多諧振盪器
555IC式 無穩態
555 IC組成 無穩態多諧振盪器的波形
555 IC組成 無穩態多諧振盪器
對稱方波輸出
無穩態多諧振盪器原理說明(2)
當電晶體Q1、 Q2皆導通時，基極
電流會向CB1、 CB2充電。 假設β1是電晶體Q1的電流增益， β2是電晶體Q1的電流增益， 且β1＞β2
無穩態多諧振盪器原理說明(3)
此時IC1＞IC2→VC1＜VC2→VB1＞VB2→IB1＞
IB2→IC1＞IC2 如此循環下去，終會讓電晶體Q1飽和， VCE1≒0V、電晶體Q2 截止VCE1≒VCC
無穩態多諧振盪器原理說明(4-1)
•而電容器CB2上的電壓會經過 •電晶體Q1、電源VCC與RB2向CB2做逆向充電， •此時 VB2↑→IB2↑→IC2↑→VC2↓→VB1↓→IB1↓→ IC1↓→VC1↑→VB2↑， •如此循環下去，經過T1秒之後
無穩態多諧振盪器原理說明(4-2)
•電容器CB2上的電壓將形電晶體成Q2的 順向偏壓 •終會讓電晶體Q1截止， 電晶體Q2飽和
史密特觸發閘組成 無穩態多諧振盪器的波形
史密特觸發閘組成 無穩態多諧振盪器的公式
對CMOS邏輯而言，其VOH=VDD，VOL=VSS
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器
數位IC式的 無穩態(2)
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器波形
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器(1)
剛接上電源VDD時，假設X點為”L”，Y點
1. 當剛接上電源時，由於電容器C沒有充
電，所以VC=0V，故VO=VOH。 2. 輸出電壓（VOH）經R向C充電，電容電 壓VC逐漸上升，當VC＞VU， 輸出轉態為VOL
史密特觸發閘組成 無穩態多諧振盪器(2)
3.由於VC＞VOL ，所以電容器開始經R向輸 出端放電，直到VC＜VL， .輸出又轉態為VOH。 4.如此(2), (3)向循環,週而復始.
為”H”，Z點為”L”。
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器(2)
由於Y點電壓為VDD，所以由Y點經電阻R
向電容C充電，其路徑如圖
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器(3-1)
等效電路
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器(4)
•當電容電壓VC大於CMOS邏輯閘 的臨限觸發電壓VT（≒1/2VDD） 時，閘A的輸出發生轉態，故Y點 變為”L”，Z點變成”H”，X點瞬 間亦變為”L”，此時電容C經電 阻R放電，直至0V，其路徑如圖 所示。
T1=0.693*RB2*CB2
無穩態多諧振盪器原理說明(4-3)
無穩態多諧振盪器原理說明(4-4)
無穩態多諧振盪器原理說明(4-5)
無穩態多諧振盪器原理說明(5)
當電晶體Q2飽和時
由於電晶體Q2飽和，即VCE1=0V，所
以儲存在電容器CB1的電壓對於電晶 體 Q1而言 ，仍然形成逆向偏壓， 所以電晶體Q1會持續截止，即 VCE1=VCC。
單穩態多諧振盪器與雙穩態多諧振盪器
是需要外加觸發信號才能發生振盪
無穩態多諧振盪器
電 晶 體 式
基本電路圖
無穩態多諧振盪器原理說明(1)
當電源接上的瞬間
RB1、RC2與CB1 形成電晶體Q1的順向電壓，
RB2、RC1與CB2 形成電晶體Q2的順向電壓， 所以電晶體Q1、 Q2皆會導通。
無穩態多諧振盪器的波形
OPA與R1、R2 組成史密特觸發器
（R1與R2形成正回授網路）
負回授網路則由R、C分壓所組成
OPA組成無穩態多諧振盪器(2)
剛接上電源時，電容器C未充
電，所以OPA之反相輸入端電 壓V-=VC=0V，故輸出電壓VO為 正飽和電壓；此時輸出電壓經R 開始C充電。
OPA組成無穩態多諧振盪器(3)
無穩態多諧振盪器原理說明(3-1)
當電源接上時(1)
無穩態多諧振盪器原理說明(3-2)
當電源接上時(2)
無穩態多諧振盪器原理說明(4)
當電晶體Q1飽和時
由於電晶體Q1飽和，即VCE1=0.2V，
所以儲存在電容器CB2的電壓對於電 晶體 Q2而言 ，仍然形成逆向偏壓， 所以電晶體Q2會持續截止，即 VCE2=VCC。
無穩態多諧振盪器原理說明(5-1)
•而電容器CB1上的電壓會經過 •電晶體Q2、電源VCC與RB1向CB1做逆向充電， •此時 VB1↑→IB1↑→IC1↑→VC1↓→VB2↓→IB2↓→ IC2↓→VC2↑→VB1↑， •如此循環下去，經過T2秒之後
無穩態多諧振盪器原理說明(5-2)
電容器CB1上的電壓將形電晶體成Q1的順向 偏壓 •終會讓電晶體Q2截止， 電晶體Q1飽和