MOS集成計數器電路圖及工作原理詳解分析

前節的二進制觸發器電路，輸入一組“0”“1”的脈沖，也就是輸入一位輸入脈沖之后，輸出才翻轉。因此，可以得到重復1/2輸入周期的輸出。MOS集成計數器電路圖。從而當這些觸發器電路級聯時，可以構成二進制計數電路，該電路從初級起各級具有2⁰、2¹，2²、…2ⁿ的二進制編碼權。設輸入脈沖的頻率為fi，級聯的級數為ⁿ，則最末級輸出脈沖的重復頻率為

為了得到任意的n進制計數電路，可向前級加反饋。在連成n級的計數電路，從第n級向第i級加反饋時，該電路等效于2ⁿ~（2^i-1）級的計數電路。

繪成圖3.40的框圖及圖3.41的等效電路圖的MOS集成電路，是十進制及16進制計數器。該電路由四級二進制觸發器加控制門構成，如將反饋端（F）接地，即為16進的二進制計數器；如將反饋端（F）接輸出端F4，則為十進制計數器。

首先用圖3.41來說明第一級的二進制觸發器電路的工作原理。為了便于敘述起見，將高電平視為“0”低電平視為“1”。MOS集成計數器電路圖。Q3、Q4、Q5、Q6與其外接電阻R2以及Q10、Q11、Q12、Q13、Q14分別構成觸發器電路（F/F）1和（F/F）2。Q1、Q2構成為輸入信號提供反相信號的倒相器，Q16、Q17、Q18、Q19、Q20構成復位電路和十進制反饋電路。作為起始條件，今設（F/F）1、（F/F）2均保持在“0”狀態。還假定復位端R開路，反饋端F接輸出端F4。

在復位狀態下，由于F1~F4的輸出為“0”，Q16截止，Q19導通，Q20截止，所以不必考慮。

設（F/F）2的端點A和端點B分別處于“0”和“1”，（F/F1）通路上的Q7截止，Q8導通。為此，（F/F）1的Q3處于截止狀態，Q4處于導通狀態，輸出端F1保持在“0”狀態。

此處，如輸入為“1”，則Q15導通，Q9截止，形成由（F/F）1向（F/F）2的反饋電路。結果，F1輸出的“0”信號傳輸到Q10的柵，Q10由導通變為截止，端點A由“0”變到“1”，端點B由“1”變到“0”。再如輸入為“0”，則Q9導通，Q15截止，構成由（F/F）2向（F/F）1的反饋電路。

因為端點A為“1”。所以Q7導通，Q4的柵通過Q7、Q9接地，（F/F）1翻轉，F1的輸出由“0”變為“1”。以后每當加輸入脈沖時就重復相同的動作。MOS集成計數器電路圖。第二級二進制觸發器除了按第一級F1的輸出信號及其翻轉輸出信號進行動作外，其它動作與前述完全相同。

設輸入脈沖為十個計數脈沖，因F2、F4同時為“1”狀態，所以Q16、Q17導通，其結果Q19由導通變為截止，Q20及各級的復位晶體管導通，輸出端F1～F4變為“0”狀態而被復位。從而可得圖3.42所示的十進制時間圖。

和上述情形一樣，如反饋端F接F1，就構成三進制計數器；反饋端接F3，則構成六進制計數器。

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