MULTIVIBRATORLER

Bilgisayarları oluşturan digital elektronik devrelerinin temel taşlarından biri de multivibratörlerdir.
Bu sistemler T peryotlu bir darbe ile paralel olarak çalışırlar.
Kare, dikdörtgen gibi dalga şekillerinin elde edilişi multivibratörlerden sağlanmaktadır. Bunun yanında mültivibratörleri hafıza elemanı olarak kullanmak da mümkündür. Dijitalde bu devrelerin adı "Flip - Flop" tur.
Bugün bu tip multivibratörler, transistörler yerine lojik kapılarla gerçekleştirilir.

Multivibratörleri genel olarak üç gruba ayırabiliriz.
1. Çift kararlı (Bistable) multivibratörler,
2. Tek kararlı (Monostable) multivibratörler,
3. Serbest çalışan (Astable) multivibratörler,

Çift Kararlı (BİSTABLE) Multivibratorler

Genel olarak multivibratörlere; pozitif geri beslemeli amplifikatörler denebilir.
Şekil 2.1 'deki devrede, transistörlerden biri kesimde iken diğeri doyumdadır. Yani burada transistörler anahtar görevi yapmaktadır. Doyum ve kesim durumlarını şöyle açıklayabiliriz; transistörun doyumda olması demek, kollektör-emiter arasının kısa devre olması demektir. Dolayısıyla transistör iletimdedir. Transistörün kesimde olması demek, kollektör-emiter arasının açık devre olması demektir. Bu durumda transistör açık devredir. Yani transistör yalıtkandır.

Şekil 2.1 'deki devreye gerilim uygulandığında, transistörlerin ayaklarına bağlı dirençlerin farklı olmasından dolayı (sözü edilen farklılık dirençlerin arasındaki tölerans farkıdır) bu transistörlerden biri iletken, diğeri yalıtkan olacaktır. İlk anda Q₁ 'in iletken, Q₂ 'nin yalıtkan olduğunu kabul edelim. Bu konumda olan transistörlerin durumu, dışarıdan yapılacak bir müdahale ile değiştirilebilir. Çünkü Q₁ doyumda, yani iletken iken, A noktası şase (0V) potansiyelindedir. A noktasının 0V olması demek, Q₂ 'nin beyzine 0V uygulanıyor demektir. Yani Q₂ 'nin beyzi şase potansiyelindedir. Bu durumda Q₂ kesimde veya yalıtkan demektir. Q₂ 'nin kesimde olması, B noktasının pozitif değerde olduğunu gösterir.

Dolayısıyla bu pozitiflik Q₁ 'in beyzini pozitif değerde tutarak devamlı iletimde kalmağını sağlar. Dışarıdan Set veya Reset ile bir müdahale yapılmadıkça bu sistemi konumunu değiştirmez.
Bu mantık doğrultusunda lojik kapılardan oluşan flip-flop devreleri oluşturulur. Yukarıda ifade edildiği gibi flip-floplar hafıza elemanı olarak kullanılırlar.

Böyle bir sistemin girişine "n" darbesi uygulanmadan önce çıkış olan Q_n, 0 veya 1 olsun, n darbesinden sonra Şekil 2.2 'de görüldüğü gibi çıkış Q_n+1 olacaktır.
Q₁,Q₂..........Q_n değerlerini T aralıklı zaman sırasıyla elde eden sistemler bir belleğe sahip demektir.

Burada;
T=clock
ta=Bir FF 'un bilgiyi aktarmak için gerekli zamanı demektir.

Flip - Flop 'lar

Flip-Flop 'lar, iki kararlı durumu olan eleman olarak adlandırılır. Buradan anlaşılacağı gibi flip-flop 'lar Bistable tipi multivibratörlerdir. Bu özelliğinden faydalanılarak digital devrelerde hafıza elemanı olarak kullanılırlar.

Flip-Flop 'lara "Multi" ve "Toggle" adı da verilir. Hafıza elemanı olarak kullanılmasının yanında, bilgi saymalarında (Counter) ve bilgi kaydırılmasında da (Register) kullanılır.

Flip-Flop 'ların birçok tipleri vardır.
1. RS Flip-Flop 'lar
2. Tetiklemeli RS flip-flop 'lar
3. JK flip-flop 'lar
4. MASTER-SLAVE JK flip-flop 'lar
5. D tipi flip-flop 'lar
6. T tipi flip-flop 'lar.

Genel olarak flip-flop 'ların her zaman iki çıkışı vardır. Çıkışlardan biri Q, diğeri ise 'dir. Eğer Q=1 ise,
=0 'dır. Flip-flop 'ların girişleri, tiplerine göre değişir. Flip-flop 'ların kumanda girişleri ne kadar çok ise bunların kullanma alanı da o kadar çoktur.

1. RS (LATCH) Tipi Flip Flop

İlk yapılan flip-flop tipidir. Bilgi saklaması için kullanılır. Şekil 2.3 - b ve c 'de NOR ve NAND kapılarıyla gerçekleştirilmiş RS Flip-flop devreleri görülmektedir. Bu flip-flop 'larda Q=1, =0 konumuna birinci durum denir. N1 çıkışı Q=1 ise N2 'nin girişi de 1 demektir. Bu ise =0 çıkışını sağlar.

RS değerlerine göre Q ve 'in alacağı değerlerin geçiş, tabloları Şekil 2.3 b 'de görülmektedir.
Bu flip-flop 'lar iki kararlı duruma sahip olduğu için Bistable multivibratörün aynısıdır. Bir bitlik bilgi depolanabildiği için bu flip-flop 'lar bir bitlik hafıza (hücre) birimine sahiptir. Ayrıca bilgi kilitlenebildiği için bu flip-flop 'un diğer adı da kilitlemek anlamına gelen "LATCH" 'dır.

Şimdi de bu flip-flop 'a bir bilgiyi depolamak isteyelim. Depolanabilecek bilgi 1 veya 0 olabilir. Burada ele aldığımız RS Flip-flop 'u NOR kapılarından oluşan bir devre olsun. İlk anda S=l ve R=0 olsun. Bu anda
Q=1 'dir. Bu durumda hafızaya 0 'ı yerleştirebilmek için S=0 ve R=1 yapmamız gerekir. Bu devre elemanlarında R girişi "Reset" veya "Clear", S girişi ise "Set" veya "Preset" adını alır. Bu hafıza elemanında S=1 ve R=1 konumuna, izin verilmez. Bu değerleri devreye uyguladığımızda tablodan da anlaşılacağı gibi belirsiz bir çıkış verirler. Bu tip flip-flop 'lar lojik devrelerde kullanıldığında R ve S girişlerine aynı değerler yani 1 gelmeyecek şekilde düzenlenirler.
Şekil 2.3 - d 'de transistörlerle gerçekleştirilmiş bir RS tipi flip-flop devresi görülmektedir.

- a - R S Q 0 0 Değişme yok Çıkış bir öncekinin aynıdır. 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 (Belirsizlik hali) - b - R S Q 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 Değişme yok Çıkış bir öncekinin aynıdır. - c - - d -