基本運算放大器單穩(wěn)態(tài)電路
在初始上電時（即t = 0），輸出（V OUT）將向正電源軌（+ Vcc）或向負電源軌（-Vcc）飽和，因為這是允許的唯一兩個穩(wěn)定狀態(tài)運算放大器?，F(xiàn)在讓我們假設(shè)輸出已經(jīng)朝著正電源軌+ Vcc擺動。然后，同相輸入端的電壓V B將等于+ Vcc *β，其中β是反饋分數(shù)。
反相輸入保持在0.7伏，即二極管的正向壓降D 1，并由二極管鉗位至0v（接地），以防止其變?yōu)檎娢?。因此，V A處的電勢遠小于V B處的電勢，輸出保持穩(wěn)定在+ Vcc。同時，電容器（C）充電至相同的0.7伏電位，并通過二極管的正向偏置電壓降保持在該處。
如果我們向同相輸入施加負脈沖，則由于V B現(xiàn)在為負，因此V A處的0.7v電壓現(xiàn)在變得大于V B處的電壓。因此，施密特（Schmitt）配置的運算放大器的輸出切換狀態(tài)，并向負電源軌-Vcc飽和。結(jié)果是，V B處的電勢現(xiàn)在等于-Vcc *β。
這種暫時的亞穩(wěn)定狀態(tài)使電容器通過反饋電阻R從+0.7伏下降到也剛剛切換的飽和輸出-Vcc，以相反的方向按指數(shù)方向充電。二極管D 1變?yōu)榉聪蚱?，因此無效。電容器C將在時間常數(shù)τ= RC時放電。
一旦V A處的電容器電壓達到與V B相同的電位，即-Vcc *β，運算放大器便會切換回其原始的永久穩(wěn)定狀態(tài)，而輸出又會再次達到+ Vcc飽和。
請注意，一旦計時周期完成且運算放大器的輸出變回其穩(wěn)定狀態(tài)并向正電源軌飽和，則電容器會嘗試以+ Vcc反向充電，但只能充電至0.7v的最大值由二極管給定的正向壓降。我們可以用圖形方式顯示此效果：
運算放大器單穩(wěn)態(tài)波形
然后我們可以看到，負向觸發(fā)輸入將把運放單穩(wěn)態(tài)電路切換到其臨時不穩(wěn)定狀態(tài)。經(jīng)過一段延時T之后，電容器C通過反饋電阻R充電，一旦電容器電壓達到所需的電勢，電路便切換回其正常穩(wěn)定狀態(tài)。
輸出的矩形脈沖的此延遲時間（T），即不穩(wěn)定狀態(tài)時間為：
運算放大器單穩(wěn)態(tài)時序周期
如果兩個運算放大器的反饋電阻器具有相同的值，即：R 1 = R 2，那么上式也可以簡化為：
顯然，電容器需要一段時間才能從-Vcc *β再次充電至V D（0.7v），因此在此期間，第二個負脈沖可能不會啟動新的計時周期。
然后，為了確保在施加下一個觸發(fā)脈沖時運放單穩(wěn)態(tài)電路正確運行，觸發(fā)脈沖之間的時間間隔（T total）必須大于時序時間T加上觸發(fā)脈沖所需的時間。電容器充電，（T充電）。
充電恢復時間為：
其中：Vcc是電源電壓，V D是二極管的正向壓降（通常約為0.6至0.7伏），β是反饋分數(shù)。
為了確保運算放大器單穩(wěn)態(tài)電路具有良好的負觸發(fā)信號，該信號在負向脈沖的上升沿開始計時周期，并且在電路處于穩(wěn)定狀態(tài)時也可以停止對電路的任何錯誤觸發(fā)，我們可以在輸入端添加一個RC差分電路。
微分器電路可用于根據(jù)方形或矩形輸入波形產(chǎn)生負輸出尖峰。比較器的閾值電壓急劇下降到其反饋分數(shù)以下，β值將運放單穩(wěn)態(tài)帶入其定時周期。微分器電路是使用電阻器電容器（如所示的RC網(wǎng)絡）形成的。
RC微分電路
上面的基本微分電路使用另一個電阻器（RC）網(wǎng)絡，其輸出電壓是輸入電壓相對于時間的導數(shù)。當輸入電壓從0變?yōu)?Vcc時，電容器開始指數(shù)充電。由于電容器電壓Vc最初為零，因此微分器輸出電壓突然從0跳升至-Vcc，從而產(chǎn)生負尖峰，然后隨著電容器充電而呈指數(shù)衰減。
通常，對于RC微分電路，負尖峰的峰值大約等于觸發(fā)波形的幅度。同樣，作為一般的經(jīng)驗法則，為了使RC微分電路產(chǎn)生良好的尖銳窄尖峰，時間常數(shù)（ τ ）應至少比輸入脈沖寬度小十倍。因此，例如，如果輸入脈沖寬度為10 ms，則5RC時間常數(shù)應小于1 ms（10％）。
使用微分器電路的優(yōu)勢在于，任何恒定的直流電壓或緩慢變化的信號都將被阻塞，從而僅允許快速變化的觸發(fā)脈沖來啟動單穩(wěn)態(tài)時序周期。二極管D確保到達運算放大器同相輸入的觸發(fā)脈沖始終為負。
將RC差分電路添加到基本運算放大器單穩(wěn)態(tài)中可以得到：
運算放大器單穩(wěn)態(tài)電路
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