单稳态触发器（Monostable Multivibrator）又称单稳触发器、单次触发器，它只有一个稳定状态，在触发脉冲作用下，电路能从稳定状态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间后，再自动返回到稳定状态。用D触发器构成单稳态触发器，主要是利用D触发器的时钟控制、数据锁存和输出反馈等功能来实现。

电路构成及工作过程

电路构成

• 主要元件：一个D触发器、一个电阻（R）、一个电容（C）以及必要的门电路（如非门）组成反馈和触发控制部分。

• 连接方式：将D触发器的Q端通过非门连接到D端，形成一个反馈回路。同时，将触发脉冲信号接入D触发器的时钟输入端（CLK），电容C和电阻R组成微分电路，用于将触发脉冲信号进行微分处理，产生一个窄脉冲作为D触发器的有效触发信号。

工作过程

• 稳定状态：在未施加触发脉冲时，假设D触发器的初始状态为Q = 0，Q = 1。由于Q通过非门连接到D端，所以D = 0。在时钟信号无有效触发（如CLK为低电平或无触发脉冲到来）时，D触发器保持该状态不变，此为稳定状态。

• 触发过程：当施加一个触发脉冲时，微分电路将触发脉冲信号转换为窄脉冲，并使D触发器的时钟端（CLK）产生一个上升沿（假设D触发器为上升沿触发）。此时，D触发器对D端的状态进行采样，由于D = 0，所以Q = 0，Q = 1。但触发脉冲过后，CLK恢复低电平，D触发器进入保持状态。不过，由于电容C和电阻R组成的反馈网络以及后续的逻辑处理（非门反馈），会改变D触发器的输入条件。

• 暂稳态：在触发脉冲作用下，电路进入暂稳态。实际上，在触发瞬间，D触发器的输出状态可能不会立即改变（取决于触发脉冲的宽度和D触发器的特性），但反馈回路会使电路进入一个不稳定的状态。随着电容C的充电或放电过程，电路会在一段时间后自动返回到稳定状态。

• 自动返回稳定状态：电容C通过电阻R进行充电或放电，当电容上的电压达到一定值时，会改变D触发器的输入条件。例如，在反馈回路中，电容充电会使与D端相连的逻辑电平发生变化，当变化到满足D触发器状态翻转的条件时，D触发器会从暂稳态返回到稳定状态（Q = 0，Q = 1）。暂稳态的持续时间由电阻R和电容C的值决定，即tw=1.1RC（这是一个近似公式，实际时间可能会因电路参数和D触发器的特性而略有不同）。

关键参数及影响因素

暂稳态持续时间（tw）

• 公式：tw=1.1RC，其中R是电阻值，C是电容值。

• 影响因素

• 电阻R：电阻R越大，电容C充电或放电的速度越慢，暂稳态持续时间tw就越长。

• 电容C：电容C越大，存储的电荷量就越多，充电或放电所需的时间就越长，暂稳态持续时间tw也就越长。

触发脉冲宽度

• 要求：触发脉冲的宽度应足够窄，以确保D触发器只在触发脉冲的上升沿（或下降沿，取决于触发方式）被触发，而不会在脉冲的持续期间受到干扰。如果触发脉冲宽度过宽，可能会导致D触发器在脉冲期间出现不稳定的状态。

应用场景及优缺点

应用场景

• 定时控制：在需要精确控制时间间隔的电路中，如定时报警器、延时开关等，单稳态触发器可以根据设定的暂稳态持续时间来控制电路的工作时间。

• 脉冲整形：对不规则的脉冲信号进行整形，使其成为具有一定宽度和形状的脉冲信号，提高电路的抗干扰能力。

优点

• 结构简单：使用D触发器构成单稳态触发器，电路结构相对简单，易于实现。

• 稳定性好：D触发器具有较好的稳定性和可靠性，能够保证单稳态触发器的工作性能。

缺点

• 暂稳态时间调整不灵活：暂稳态持续时间主要由电阻R和电容C决定，调整起来相对不够灵活，如果需要频繁改变暂稳态时间，可能需要更换电阻或电容，增加了电路设计的复杂性。

• 对触发脉冲要求较高：触发脉冲的宽度和幅度需要满足一定的要求，否则可能会导致触发失败或电路工作不稳定。