施密特觸發器不同於前述的各類觸發器，它具有下述特點：
u 屬於電平觸發，對於緩慢變化的信號仍然適用，當輸入信號達到某一定電壓值時，輸出電壓會發生突變。
u 輸入信號增加和減少時，電路有不同的閾值電壓，它具有如圖6.17所示的傳輸特性。
圖6.17 施密特電路的傳輸特性
在模擬電路中，曾經討論過由集成運放構成的施密特觸發器（帶正反饋的遲滯比較器），下面介紹數字技術中常用的施密特觸發器。
一、門電路組成的施密特觸發器
由CMOS門組成的施密特觸發器如圖6.18所示。
(a)電路 (b)圖形符號
圖6.18 CMOS反相器組成的施密特觸發器
電路中兩個CMOS反相器串接，分壓電阻R1 、R2 將輸出端的電壓反饋到輸入端對電路產生影響。
假定電路中CMOS反相器的閾值電壓 
, 
且輸入信號 
為三角波，其電路的工作過程如下。
門的輸入電平 
決定着電路的狀態，根據疊加原理有
= 
當 
=0V時， 
門截止， 
門導通，輸出端 
V。此時 
»0V。輸入從0V電壓逐漸增加，只要 
,則電路保持 
V不變。當 
上升使得 
,時，使電路產生如下正反饋過程：
這樣，電路狀態很快轉換為 
，此時 
的值即為施密特觸發器在輸入信號正向增加時的閾值電壓，稱為正向閾值電壓，用 
表示。此時
» 
所以 
=(1+ 
當 
時，電路狀態維持 
不變。
繼續上升至最大值后開始下降，當 
時，電路產生如下正反饋過程：
這樣電路又迅速轉換為 
V的狀態，此時的輸入電平為 
減小時的閾值電壓，稱為負向閾值電壓，用 
表示。此時有 
= 
將 
=2 
代入可得
» 
只要滿足 
< 
，施密特電路就穩定在 
V的狀態。
定義回差電壓為 
上式表明，電路回差電壓與 
/ 
成正比，改變R1 ,R2 的比值即可調節回差電壓的大小。
電路的工作波形及傳輸特性如圖6.19所示。
（a）工作波形 （b） 傳輸特性曲線
圖6.19 施密特觸發器工作波形及傳輸特性曲線
二、集成施密特觸發器
集成施密特觸發器性能穩定，應用廣泛，下面以CMOS集成施密特觸發器CC40106(見圖6.20)為例介紹其工作原理。
(a) 電路圖 （b）傳輸特性曲線 (c)邏輯符號
圖6.20 CMOS集成施密特觸發器電路
由圖可見，電路由施密特電路、整形及和緩沖輸出級組成，其核心部分為施密特電路。
u 施密特電路
施密特電路由P溝道MOS管 
~ 
、N溝道MOS管 
~ 
組成，設P溝道MOS管的開啟電壓為 
,N溝道MOS管開啟電壓為 
,輸入信號 
為三角波。
當 
=0時， 
、 
導通， 
、 
截止，電路中 
為高電平（ 
）， 
。 
的高電平同時使 
截止， 
導通且工作於源極輸出狀態。 
的源極電位， 
,該電位較高。
電位逐漸升高，當 
> 
時 
先導通，而 
源極電壓 
較大，即使 
> 
/2， 
仍不能導通，直至繼續升高至 
、 
趨於截止時，隨着其內阻增大，
和 
才開始相應減少。當 
- 
³ 
時， 
導通，並引起如下正反饋過程：
於是 
、 
迅速截止， 
為低電平，電路輸出狀態轉換為 
。
的低電平使 
截止、 
導通且工作於源極輸出器狀態， 
的源極電壓 
。同理可分析，當 
逐漸下降時，電路工作過程與 
上升過程類似，只有當∣ 
- 
∣>∣ 
∣時，電路又轉換為 
為高電平， 
的狀態。
在 
» 
的條件下，電路的正向閾值電壓 
且隨着 
增加而增加。在 
下降過程中的負向閾值電壓 
。
由上述分析可知，電路在 
上升和下降過程分別有不同的兩個閾值電壓，具有施密特電壓傳輸特性。其傳輸特性如6.20圖b所示。
u 整形級
整形級由 
、 
、 
、 
組成，電路為兩個首尾相連的反相器。在 
上升和下降過程中，利用兩級反相器的正反饋作用可使輸出波形有陡直的上升沿和下降沿。
u 輸出級
輸出極為 
和 
組成的反相器，它不僅能起到與負載隔離的作用，而且提高了電路帶負載能力。
三、施密特觸發器的作用
施密特觸發器的用途很廣，其典型應用舉例如下：
u 用於波形變換
利用施密特觸發器狀態轉換過程中的正負反饋作用，可以把邊沿變換緩慢的周期性信號變換為邊沿很陡的矩形脈沖信號。
在圖6.21的例子中，輸入信號是由直流分量和正弦分量疊加而成的，只要輸入信號的幅度大於 
，即可在施密特觸發器的輸出端得到同頻率的矩形脈沖信號。
圖6.21 用施密特觸發器實現波形變換
u 用於脈沖整形
數字系統中矩形脈沖經傳輸后會發生波形畸變。下圖(a)波形的上升沿和下降沿明顯變壞是由於傳輸線上電容較大。下圖(b)波形的上升沿和下降沿將產生振盪現象是因為傳輸線較長且接收端的阻抗與傳輸線阻抗不匹配。下圖(c)信號上出現附加的噪聲是因為其他脈沖信號通過導線間的分布電容或公共電源線疊加到矩形脈沖信號上。
(a) (b) (c)
圖6.22 用施密特觸發器對脈沖整形
無論出現上述的那一種情況，都可以通過用施密特觸發器整形而獲得比較理想的矩形脈沖波形。由圖可見，只要施密特觸發器的 
和V 
設置得合適，均能收到滿意的整形效果。
u 用於脈沖鑒幅
由圖6.23可見，若將一系列幅度各異的脈沖信號加到施密特觸發器的輸入端時，只有那些幅度大於 
的脈沖才會在輸出端產生輸出信號。因此，施密特觸發器能將幅度大於 
的脈沖選出，具有脈沖鑒幅的能力。
圖6.23 用施密特觸發器鑒別脈沖幅度
u 構成多諧振盪器
利用施密特觸發器構成多諧振盪器。其電路如圖6.24所示。接通電源瞬間，電容C上
圖6.24 用施密特觸發器構成的多諧振盪器 圖6.25 圖6.24的波形
的電壓為0V，輸出 
為高電平。 
通過電阻R對電容C充電，當 
達到 
時，施密特觸發器翻轉，輸出為低電平，此后電容C又開始放電， 
下降，當 
下降到 
時，電路又發生翻轉，如此周而復始地形成振盪。其輸入、輸出波形如圖6.25所示。若在圖6.24中采用的是CMOS施密特觸發器，且 
，根據圖6.25的電壓波形得到振盪周期計算公式為 
當采用TTL施密特觸發器（例如7414）時，電阻R不能大於470W，以保證輸入端能夠達到負向閾值電平。R的最小值由門的扇出數確定（不得小於100W）。對於典型的參數值（ 
=0. 8V, 
=1.6V輸出電壓擺幅為3V），其輸出的振盪頻率為： 
最大可能的振盪頻率為10MHZ