单稳态触发器的特点:
1. 电路中有一个稳态，一个暂稳态。
2. 在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态。
3. 暂稳态是一个不能长久保持的状态，由于电路中rc 延时环节的作用，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间取决于rc 电路的参数值。
单稳态触发器的这些特点被广泛地应用于脉冲波形的变换与延时中 。
1、电路组成及工作原理
微分型单稳态触发器可由与非门和或非门电路组成，图1(a)、(b)分别为由与非门和或非门构成的单稳态触发器。与基本rc 触发器不同，构成单稳态触发器的两个逻辑门是由rc 耦合的，由于rc 电路为微分电路的形式，故称为微分型单稳态触发器。
下面以cmos或非门构成的单稳态触发器为例，来说明它的工作原理。
(a) 由与非门构成的微分型单稳态触发器 (b) 由或非门构成的微分型单稳态触发器
图1 微分型单稳态触发器
1. 没有触发信号时，电路处于一种稳态。
没有触发信号时，vⅰ为低电平。由于门g2的输入端经电阻r 接vdd，因此vo2为低电平；g1的两个输入均为0，故输出vo1为高电平，电容两端的电压接近0v，这是电路的“稳态”。在触发信号到来之前电路一直处于这个状态： vo1=voh，vo2=vol。
2. 外加触发信号，电路由稳态翻转到暂稳态。
当v1正跳变上升到vth后，开始g1的输出vo1由高变低，经电容c 耦合，使vr为低电平，于是g2的输出vo2由低电平变为高电平。vo2的高电平接至g1门的输入端，从而在此瞬间导致如下正反馈过程：
这样g1导通，g2截止在瞬间完成。此时，即使触发信号vⅰ撤除(vⅰ变为低电平)，由于vo2的作用，vo1仍维持低电平。然而，电路的这种状态是不能长久保持的，故称之为暂稳态。暂稳态时，vo1=vol，vo2=voh。
3. 电容充电，电路由暂稳态自动返回至稳态。
在暂稳态期间，电源经电阻r和门g1的导通工作管对电容c充电，随着充电时间的增加，vc增加，使vr升高，当vr达到阈值电压vth时，电路发生下述正反馈过程（设此时触发器脉冲已消失）：
于是g1门迅速截止，g2门很快导通，最后使电路由暂稳态返回至稳态，vo1=voh，vo2=vol。
暂稳态结束后，电容将通过电阻r放电，使c上的电压恢复到稳定状态时的初始值。在整个过程中，电路各点工作波形如图2所示。
图2 微分型单稳态触发器各点工作波形
2、主要参数的计算
1. 输出脉冲宽度tw
输出脉冲宽度tw，也就是暂稳态的维持时间，可以根据vr的波形进行计算，为了计算方便，对图2的vr的波形，将触发脉冲作用的起始时刻t1作为时间起点，τ＝rc , 于是有
根据rc电路瞬态过程的分析，可得到：
vr(t)=vr(∞)+[vr(0+)-vr(∞)]e-t/τ
当t=tw时，vr(tw)=vth，代入上式可求得：
当vth=vdd/2，则tw≈0.7rc
2. 恢复时间tre
暂稳态结束后，还需要一段恢复时间，以便使电容c 在暂稳态期间所充的电荷释放完，使电路恢复到初始状态。一般要经过3τd(τd为放电时间常数)的时间，放电才基本结束，故tre约为3τd 。
3. 最高工作频率fmax
设触发信号v1的时间间隔为t，为了使单稳态电路能正常工作，应满足t>tw+tre的条件，即最小时间间 隔tmin=tw+tre。因此，单稳态触发器的最高工作频率为:
显然，上述关系是在作了某些近似之后得到的（例如,忽略了导通管的漏源电阻等。），因而只能作为选择参数的初步依据，准确的参数还要通过实验调整得到。
3、电路改进
1. 如图2所示，在暂稳态结束（t=t2）瞬间，门g2的输入电压vr达到vdd+vth，这么高的输入电压可能损坏cmos门。为了避免这种现象发生，在cmos器件内部设有保护二极管d,如图1b中的虚线所示。在电容c充电期间，二极管d开路。而当t=t2时，二极管d导通，于是vr被钳制在vdd+0.6v的电位上，（见2中的虚线所示）同时，在恢复期间，电容c 放电的时间常数τd=（r‖rf)c(rf为二极管d的正向电阻)，由于rf<< r,因此电容放电的时间很短。
2. 当输入vⅰ的脉冲宽度tpi> tw时，则在vo2变为低电平后，g1没有响应，不能形成前述的正反馈过程，使vo2 的输出边沿变缓。因此，当输入脉冲宽度tpi很宽时，可在单稳态触发器的输入端加入rd、cd组成的微分电路。同时为了改善输出波形，可在图1中g2的输出端再加一级反相器g3，如图3所示。
图3 宽脉冲触发的单稳电路
3. ttl与非门构成如图1(a)所示的单稳态电路时，由于ttl门存在输入电流，因此，为了保证单稳态时g2的输入为低电平，电阻r 要小于0.7kω。如果输入端采用rd、cd 微分电路时，rd的数值应大于2kω，使得稳态时vd大于门g1的开门电平（von），而cmos门由于不存在输入电流，故不受此限制。