單穩態觸發器（Monostable Multivibrator），也稱為單穩態多諧振蕩器或單穩態脈沖發生器，是一種具有兩個穩定狀態的觸發器。它的主要特點是，當接收到一個觸發信號后，能夠從一個穩定狀態轉換到另一個穩定狀態，并保持這個新狀態一段時間（稱為穩態寬度或脈沖寬度），然后自動恢復到初始穩定狀態。這個穩態寬度是固定的，與觸發信號的寬度無關。

一、單穩態觸發器的工作原理

單穩態觸發器的工作原理基于RC（電阻-電容）電路和邏輯門的組合。以下是其典型的工作過程：

初始穩定狀態：在沒有觸發信號輸入時，單穩態觸發器處于初始穩定狀態。此時，電路中的電容器通過電阻充電或放電到某個穩定電壓值，邏輯門根據這個電壓值維持電路的穩定狀態。

觸發信號輸入：當外部觸發信號（通常是一個邊沿信號，如上升沿或下降沿）輸入到觸發器時，它會改變邏輯門的輸入電壓，導致電容器開始放電或充電。這個過程中，電路的狀態會從一個穩定狀態轉換到另一個穩定狀態。

穩態寬度：在觸發信號的作用下，電路保持在新的穩定狀態一段時間，這個時間由RC電路的時間常數決定。時間常數越大，穩態寬度越長；反之，穩態寬度越短。

自動復位：在穩態寬度結束后，電路會自動恢復到初始穩定狀態。這個過程也是由RC電路和邏輯門的組合完成的，不需要外部信號的干預。

二、利用與非門組成單穩態觸發器的工作原理

利用與非門開關，依靠定時元件RC電路的充放電來控制與非門的啟閉。單穩態電路有微分型與積分型兩大類，這兩類觸發器對觸發脈沖的極性與寬度有不同的要求。

（1）微分型單穩態觸發器如圖所示，其中R1、C1構成輸入端微分隔直電路。R、C構成微分型定時電路，定時元件R、C的取值不同，輸出脈寬tw也不同。Tp≈（0.7～1.3）RC。該電路為負脈沖觸發，適用于觸發脈沖寬度小于輸出脈沖寬度的情況。穩態時G1導通，G2截止（G3僅起整形倒相作用）。Vi負極性時，VA↓→VB↑由于電容端電壓不能躍變，故VD↑→VE↓，該低電平使VB高電平得以維持，電路進入暫穩態，此時電容C充電，隨著I充↓→VD↓，當VD=VT時，電路又翻轉成G1導通，G2截止的穩定狀態。若Vi的脈寬較小時，則輸入端就不必加R1C1微分電路了。

圖為微分型單穩態觸發器

（2）積分型單穩態觸發器如圖所示。電路采用正脈沖觸發，適用于觸發脈沖寬度大于輸出脈沖寬度的情況，其工作波形如圖14-3所示。電路的穩定條件是R＜1KΩ，輸出脈沖寬度tw≈1.1RC。

圖為積分型單穩態觸發器

單穩態觸發器共同特點是：觸發脈沖末加入前，電路處于穩態。此時，可以測得各門的輸入和輸出電位。觸發脈沖加入后，電路立刻進入暫穩態，暫穩態的時間，即輸出脈沖的寬度tw只取決于RC數值的大小，與觸發脈沖無關。

三、單穩態觸發器的電路組成

如圖所示，其中R、C為單穩態觸發器的定時元件，它們的連接點Vc與定時器的閾值輸入端（6腳）及輸出端Vo'（7腳）相連。單穩態觸發器輸出脈沖寬度tpo=1.1RC。

Ri、Ci構成輸入回路的微分環節，用以使輸入信號Vi的負脈沖寬度tpi限制在允許的范圍內，一般tpi>5RiCi，通過微分環節，可使Vi'的尖脈沖寬度小于單穩態觸發器的輸出脈沖寬度tpo。若輸入信號的負脈沖寬度tpi本來就小于tpo，則微分環節可省略。

定時器復位輸入端（4腳）接高電平，控制輸入端Vm通過0.01uF接地，定時器輸出端Vo（3腳）作為單穩態觸發器的單穩信號輸出端。

四、單穩態觸發器的應用

1.定時

由于單穩態觸發器能產生一定寬度tw矩型輸出脈沖，如利用這個矩形脈沖作為定時信號去控制某電路，可使其在tw時間內動作或不動作。例如，利用單穩態輸出的矩形脈沖作為與門輸入的控制信號如圖，則只有這個矩形波的Wt時間內，信號vA有可能通過與門。

2.延時

單穩態觸發器的延時作用可以從圖所示微分型單穩態觸發器的工作波形看出。圖中輸出端ou升沿相對輸入信號u1上升沿延遲了t1段時間。單穩態的延時作用常被應用于時序控制。

3.脈沖整形

利用單穩態觸發器能產生一定寬度的脈沖這一特性，可以將過窄或過寬的輸入脈沖整形成固定寬度的脈沖輸出。

如圖所示的不規則輸入波形，經單穩態觸發器處理后，便可得到固定寬度、固定幅度，且上升、下降沿陡峭的規整矩形波輸出。

4.組成噪聲消除電路

利用單穩態觸發器可構成噪聲消除電路（或稱脈沖鑒別電路）。通常噪聲多表現為尖脈沖，寬度較窄，而有用的信號都具有一定寬度。利用單穩態電路，將輸出脈寬調節到大于噪聲寬度而小于信號脈寬，即可消除噪聲。如用v1作為下降沿觸發的計數器觸發脈沖，干擾加入，就會造成計數錯誤。

五、555構成的單穩態觸發器的四種電路

圖(a)所示電路是典型的單穩模式電路。當外加脈沖經C1、R1微分電路加至555的2腳時，負向脈沖(<1/3VDD)使555置位，3腳輸出暫穩脈沖寬度td=1．1RC。

圖(b)與圖(a)類同，但它有兩個輸出端。C通過R至555內部灌電流放電，恢復時間比圖(a)要長。

圖(c)電路的2、6腳接法與圖(a)、(b)不同，外加觸發應為正向脈沖，幅值應大于號VDD，暫穩脈沖為負向，其寬度td=1．1RC，可同時輸出兩路。

圖(d)與圖(c)類同，但由于在充電回路中加進了導向二極管D，加快了充電速率，使工作頻率大大提高。該電路可同時輸出兩路。

六、單穩態觸發器的特點

兩個穩定狀態：單穩態觸發器具有初始穩定狀態和觸發穩定狀態兩個穩定狀態。觸發信號的到來會使電路從一個狀態轉換到另一個狀態，并在一定時間后自動復位。

固定穩態寬度：無論觸發信號的寬度如何變化，單穩態觸發器的穩態寬度都是固定的。這個特性使得單穩態觸發器在需要固定時間延遲的場合非常有用。

易于實現：單穩態觸發器可以使用少量的邏輯門電路和RC電路來構造，實現起來相對簡單。

可靠性高：由于電路結構相對簡單，單穩態觸發器的可靠性較高，不易受到外部干擾的影響。

廣泛應用：單穩態觸發器在數字電路中有著廣泛的應用，包括計數器、定時器、存儲器、狀態檢測器等領域。