单稳态电路指的是仅存在一个稳定状态的电路，其主要的功能是在外加触发脉冲作用下，自动产生一定宽度和一定幅度的矩形脉冲波，这样的波形是许多电子工程设备中需要的控制信号。下面介绍几种单稳态触发电路。
集-基耦合单稳态触发电路
如果将图9-1所示的集-基耦合双稳态触发电路中的一个反馈电阻 R 12 替换成电容 C ，又将一个电阻 R 22 由- E BB 改接到+ U CC ，就构成了集-基耦合单稳态触发电路，如图9-10所示，图中亦示出了触发方式。负极性触发脉冲 u T 经微分电路 C T 、 R T 及隔离二极管VD引入晶体管VT 1 的基极。一次触发脉冲作用，便自动地在晶体管VT 1 和晶体管VT 2 的集电极形成极性相反、宽度为 T P 的正、负矩形波。偏压 E T 是为提高触发抗干扰能力而设置的。
图9-10所示的集-基耦合单稳态触发电路只有一个稳定状态，即晶体管VT 1 饱和、晶体管VT 2 截止的状态。在没有外加触发脉冲或其他干扰的作用下，电路的状态会一直保持下去。但是，在外加触发脉冲作用下，电路状态会发生突变，突变后的状态是晶体管VT 1 截止、晶体管VT 2 饱和的状态，不过这样的状态并不是永久性的稳定状态，而是暂时性的稳定状态。由于电容C放电的过渡历程，电路会自动地返回起始的稳定状态，即晶体管VT 1 饱和、晶体管VT 2 截止的稳定状态。
图9-10 集-基耦合单稳态触发电路及其波形
图9-10(b)所示为电路的波形图。设 t > t 0 时刻，电路处于起始稳态。通常，为加速晶体管由饱和状态转向放大状态这一过程，在电阻 R 1 上并联一个不大的电容 C 1 ，其值在10～100pF之间。不难看出，暂时稳定状态的持续时间 T P 与外加触发脉冲无关，它是由电容 C 放电的快慢来决定的。
电路状态第二次突变后，电路内部的过渡过程并不能立即完成。
由门电路组成的单稳态触发器
(1)微分型单稳态触发器
图9-11所示电路是采用与非门构成的单稳态触发器及其波形。 U I 是输入触发信号，为低电平触发。 U O1 和 U O2 是输出信号。由于这一电路中的 R 和 C 构成微分电路，所以称为微分型单稳态触发器。
图9-11 与非门构成的微分型单稳态触发器
①稳态。静态时，由于没有输入信号， U I 为高电平，这一高电平加到与非门G 1 的一个输入端。同时，由于电容 C 的隔直作用，与非门G 2 的输入端为低电平，这样与非门G 2 输出高电平，即 U O2 为高电平。
U O2 高电平加到与非门G 1 的另一个输入端，这样与非门G 1 的两个输入端都是高电平，所以 U O1 输出低电平，在电路没有有效触发信号输入时，电路保持 U O1 为低电平、 U O2 为高电平这一稳态。
②暂稳态。当输入信号 U I 从高电平变为低电平时，与非门G 1 从低电平变为高电平，即 U O1 从低电平突变为高电平，这一高电平经电容 C 加到与非门G 2 的输入端(因电容两端的电压不能突变)，使与非门G 2 输出端 U O2 从高电平变成低电平。这种 U O1 为高电平、 U O2 为低电平的状态是暂时的，称为暂稳态。
③从暂稳态自动返回到稳态。在 U O1 输出高电平期间， U O1 通过电阻 R 对电容 C 充电，其充电回路是： U O1 → C → R →地。随着电容 C 充电的进行，电容 C 两端的电压越来越高，电容 C 极性为左正右负，与此同时，与非门G 2 输入端的电压越来越低，当低到一定程度时，与非门G 2 输入端为低电平，其输出端 U O2 变成高电平。由于此时负脉冲触发信号已消失，输入信号 U I 已为高电平，这样与非门G 1 两个输入端都是高电平，所以 U O1 输出低电平。这样，电路又进入了稳态。
图9-12所示电路是或非门电路构成的另一种微分型单稳态触发器。需要说明的是，这种电路加一个正脉冲时，则进入暂稳态。
图9-12 或非门构成的微分型单稳态触发器及其波形
(2)积分型单稳态触发器
图9-13所示电路是采用或非门的积分型单稳态触发器电路。电路中， U I 是输入触发脉冲信号， U O 是输出信号。由于这一电路中的电阻 R 和电容 C 构成积分电路，所以称为积分型单稳态触发器。
图9-13 或非门组成的积分型单稳态触发器及其波形
电路的稳态为 U I =1V， U O1 =0V， U O2 =0V，这与前面的电路显然有区别，前面电路中 U O1 和 U O2 总是相反，但此处两者却相同。 t 1 时刻加低电平触发电压 U I ，电路翻转为 U O1 =1，从电路可以看出，此时门G 2 的输入端B为低电平(与 U I 相同)，输入端A由于 RC 的积分作用使其电位不能立即升高，因而门G 2 的输出U O2 =1。若 U I 的低电平时间足够长，则门G 1 的输出 U O1 也就维持同样长时间的高电平，这样， RC 积分电路才能够有足够的时间对电容 C 充电， A 点电位才能够缓慢地上升到G 2 的开门电平，最终在 t 2 时刻使门G 2 的输出端返回低电平;暂稳态时间 t p = t 2 - t 1 ，当使用CMOS门电路时，可以推导出 t p ≈0.7 RC ，其波形如图9-13(b)所示。应特别注意的是，该电路的触发电压 U I 的低电平时间务必大于 t p ，否则 A 点的电位无法升高至门G 2 的开门电平，则触发器也就无法进入暂稳态。
运算放大器构成的单稳态触发电路
如图9-14所示电路为一种运算放大器构成的单稳态触发电路。图中，运算放大器输出电压 u O 经电阻 R 1 、 R 2 分压后送至运算放大器的同相输入端，而定时电容器 C 与二极管VD的并联支路接于运算放大器的反相输入端，负极性触发脉冲 u T 经 C T 、 R T 电路及隔离二极管VD T 馈送至运算放大器的同相输入端。
图9-14 运算放大器构成的单稳态触发电路
如图9-14所示的运算放大器构成的单稳态触发电路唯一的稳定状态是输出端处于高电平状态。当运算放大器处于高电平状态时，其同相输入端电压 u P = U H ，其值为
而反相输入端的电压 u C = U D ，这里 U D 为二极管VD的导通电压。
显然，电路存在稳定状态的条件是
U H > U D
在起始稳定状态下，隔离二极管截止的条件是
U H
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单稳态应用电路
图9-15所示为模拟楼道节能灯电路。图中，三极管VT 1 、VT 2 和电阻 R 1 ～ R 4 及电容器 C 组成典型的单稳态电路，是一个首尾相接的正反馈放大器。按钮开关S起从稳态到暂稳态翻转的触发作用;三极管VT 3 和电阻 R 4 、 R 5 组成放大电路，电阻 R 4 既是VT 2 的集电极负载，又是VT 3 的基极偏置电阻， R 5 和发光二极管VD为三极管VT 3 的集电极负载; R 3 是VT 2 到VT 1 的直流耦合电阻，使得VT 1 的直流工作状态受到VT 2 的控制。
图9-15 模拟楼道节能灯电路
该电路的工作原理如下。
①稳态。图9-15所示电路的结构决定了它只有一种稳态，即三极管VT 1 截止、VT 2 饱和导通。在这种状态下，电容器 C 充得“左正右负”的电压，发光二极管VD因三极管VT 2 集电极输出低电位、VT 3 截止而不亮。
②触发翻转。若按一下按钮开关S，三极管VT 2 则会因基极对地短接而退出饱和导通状态，进入放大状态，使得VT 2 集电极电位升高，经电阻 R 3 加至三极管VT 1 基极，使VT 1 从原来的截止状态进入放大状态。此时VT 1 的集电极电位下降，经电容器 C 耦合，使VT 2 基极电位进一步下降，从而形成一个强烈的正反馈，VT 2 迅速截止、VT 1 迅速饱和，电路进入暂稳态。
三极管VT 3 因VT 2 截止而导通，使得发光二极管VD发光。
③暂稳态。VT 2 截止、VT 1 饱和后，电容器 C 放电。放电时间常数为
τ = R 2 C
暂稳态时电路输出高电平的持续时间，即输出脉冲宽度为
t P1 =0.69 R 2 C
可见，暂稳态持续时间完全由电路参数决定，而与外界信号无关。
④自动翻转。随着电容器 C 放电时间的推移，其右端电位不断升高，加在三极管VT 2 基极的电位也不断升高，VT 2 又由截止状态进入微导通状态，电路进入另一个正反馈过程，使VT 1 迅速截止、VT 2 迅速饱和，电路跳变为低电平。
