گیت های ترانزیستوری منطقی دوگانه: 10 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

من دروازه های ترانزیستور را کمی بیشتر از سایر مهندسان الکترونیک می سازم. اکثر مردم هنگام ساختن دروازه ترانزیستور ؛ آنها را فقط با در نظر گرفتن منطق مثبت بسازید ، اما دروازه های IC ها دو منطق دارند ، منطق مثبت و منطق منفی. و دروازه های ترانزیستور خود را با منطق مثبت و منفی می سازم.

اگرچه هشت دروازه وجود دارد. بافر ، اینورتر یا نه ، و ، ناند ، Or ، Nor ، Xor و Xnor ، از سه مدار دروازه ساخته شده اند. و هنگامی که در حال ساختن دو دروازه منطقی هستید ، سه مدار مورد استفاده برای ساختن یک دروازه اینورتر یا نه ، ناند و نور است ، بقیه دروازه ها از دو یا چند مورد از این سه دروازه ساخته شده اند.

چرا دروازه های ترانزیستوری بسازیم؟ خوب در اینجا پنج دلیل برای ساختن دروازه های خود آورده شده است.

1. دروازه مورد نیاز خود را ندارید.

2. شما یک گیت می خواهید که قدرت بیشتری نسبت به IC استاندارد دروازه داشته باشد.

3. شما فقط یک دروازه می خواهید و از هدر دادن بقیه دروازه ها روی IC متنفرید.

4. هزینه ، اینورتر یک ترانزیستوری کمتر از 0.25 دلار و IC اینورتر شش ضلعی 1.00 دلار و بالاتر است.

5. شما می خواهید دروازه ها را بهتر درک کنید.

مرحله 1: ابزارها و قطعات

دروازه های این دستورالعمل دروازه های ¼ واتی هستند اگر می خواهید دروازه هایی با توان بیشتر بسازید ، به اجزای توان واتور احتیاج دارید.

سیم های جامپر

تخته نان

منبع تغذیه

1 عدد IC SN74LS04

2 عدد سوئیچ

2 عدد LED 1 قرمز 1 سبز

2 مقاومت 820 Ω ¼ w

2 مقاومت 1 x 1 kΩ ¼ w

3 مقاومت 10 kΩ ¼ w

3 عدد ترانزیستور NPN عمومی ، من از 2N3904 استفاده کردم.

2 عدد ترانزیستور عمومی PNP ، من از 2N3906 استفاده کردم.

مرحله 2: منطق دوگانه

وقتی جدول حقیقت یک دروازه را نگاه می کنید ؛ مانند دو ورودی یا دروازه ، یک جدول حقیقت دریافت خواهید کرد که شبیه این است. این یک جدول حقیقت مثبت برای یک دروازه Or است. تحت A و B ورودی های دروازه و Q خروجی است. 1 نشان دهنده مقدار منطقی 1 یا + 5 ولت و 0 نشان دهنده مقدار منطقی 0 یا 0 ولت است. بنابراین وقتی اکثر مردم یک دروازه از ترانزیستورها می سازند ، مقدار منطقی آن را 1 یا + 5 ولت و مقدار منطقی آن را 0 یا بدون ولت می سازند. اما این چیزی نیست که در خروجی یک دروازه ، در IC اتفاق می افتد.

هنگامی که خروجی یک گیت از مقدار منطقی 1 به مقدار منطقی 0 می رسد ، خروجی آن دروازه از + 5 ولت با جریان خروجی از خروجی به 0 ولت با جریان جاری به خروجی گیت تبدیل می شود. جریان جهت معکوس می کند. وقتی از جریان معکوس استفاده می کنید ، منطق منفی نامیده می شود که در آن 0 ولت - 1 مقدار منطقی و + 5 ولت - 0 - مقدار منطقی است.

وقتی خروجی هر دروازه را وصل می کنید ، راحت ترین کار را می توان انجام داد. به پایه ترانزیستور NPN و ترانزیستور PNP ، به صورت سری با LED. در حالی که خروجی گیت مقدار منطقی 1 ، (5 ولت) است ، ترانزیستور NPN بسته شده و LED سری به همراه ترانزیستور NPN روشن می شود. وقتی خروجی گیت از مقدار منطقی 1 به مقدار منطقی 0 ، (5 ولت تا 0 ولت) می رسد ، جریان معکوس می شود و با بسته شدن ترانزیستور PNP ، ترانزیستور NPN باز می شود. این LED را به صورت سری با ترانزیستور NPN خاموش می کند و LED را به صورت سری با ترانزیستور PNP روشن می کند.

دروازه های ترانزیستوری من منطق دوگانه ای با دروازه های IC دارند. در حالی که خروجی گیت مقدار منطقی 1 ، (5 ولت) است ، ترانزیستور NPN بسته شده و LED سری به همراه ترانزیستور NPN روشن می شود. هنگامی که خروجی گیت از مقدار منطقی 1 به مقدار منطقی 0 ، (5 ولت تا 0 ولت) می رسد ، جریان معکوس می شود و با بسته شدن ترانزیستور PNP ، ترانزیستور NPN باز می شود. این LED را به صورت سری با ترانزیستور NPN خاموش می کند و LED را به صورت سری با ترانزیستور PNP روشن می کند.

مرحله 3: دروازه اینورتر یا نه

دروازه Not یا Inverter اولین مورد از 3 دروازه مورد نیاز برای ساخت 5 دروازه دیگر است.

وقتی ورودی ، (A) دروازه اینورتر 0 یا 0 ولت باشد ، ترانزیستور NPN باز است و خروجی ، (Q) 1 یا +5 ولت است و هر جریان مثبت از خروجی (Q) خارج می شود.

هنگامی که ورودی ، (A) دروازه اینورتر 1 یا 5+ ولت است ، ترانزیستور NPN بسته و خروجی ، (Q) 0 یا 0 ولت است و هر جریان مثبت از طریق ترانزیستور به زمین می رود.

مرحله 4: دروازه ناند

دروازه ناند دومین دروازه از سه دروازه مورد نیاز برای ساخت 5 دروازه دیگر است.

هنگامی که ورودی ها (A و B) دروازه Nand 0 یا 0 ولت است هر دو ترانزیستور NPN باز هستند و خروجی ، (Q) 1 یا +5 ولت است و هر جریان مثبت از خروجی (Q) خارج می شود به

هنگامی که ورودی ، (A) دروازه Nand 1 یا 5 ولت است ، ترانزیستور NPN روی ورودی A بسته می شود. و هنگامی که ورودی ، (B) دروازه Nand 0 یا 0 ولت است ، ترانزیستور NPN در ورودی B باز است و خروجی ، (Q) 1 یا +5 ولت است و هر جریان مثبت از خروجی (Q) خارج می شود به

وقتی ورودی ، (A) دروازه Nand 0 یا 0 ولت باشد ، ترانزیستور NPN در ورودی A باز است. و هنگامی که ورودی ، (B) دروازه ناند 1 یا 5 ولت است ، ترانزیستور NPN روی ورودی B بسته و خروجی ، (Q) 1 یا +5 ولت است و هر جریان مثبت از خروجی خارج می شود (Q)

وقتی ورودی های (A و B) دروازه ناند 1 یا 5 ولت باشد ، هر دو ترانزیستور NPN بسته و خروجی ، (Q) 0 یا 0 ولت است و هر جریان مثبت از طریق ترانزیستورها به زمین می رود.

مرحله 5: Nor Gate

دروازه نور سوم از سه دروازه مورد نیاز برای ساخت 5 دروازه دیگر است.

وقتی ورودی ها (A و B) دروازه Nor 0 یا 0 ولت باشد هر دو ترانزیستور NPN باز هستند و خروجی ، (Q) 1 یا +5 ولت است و هر جریان مثبت از خروجی (Q) خارج می شود به

وقتی ورودی ، (A) دروازه Nor 1 یا +5 ولت باشد ، ترانزیستور NPN روی ورودی A بسته می شود. و هنگامی که ورودی ، (B) دروازه Nor 0 یا 0 ولت است ، ترانزیستور NPN روی ورودی B باز است و خروجی ، (Q) 0 یا 0 ولت است و هر جریان مثبت از طریق ترانزیستور ورودی A به زمین می رود. به

وقتی ورودی ، (A) دروازه Nor 0 یا 0 ولت است ، ترانزیستور NPN روی ورودی A باز است. و هنگامی که ورودی ، (B) دروازه Nor 1 یا +5 ولت است ، ترانزیستور NPN روی ورودی B بسته و خروجی ، (Q) 0 یا 0 ولت است و هر جریان مثبت از طریق ترانزیستور B به زمین می رود. ورودی

وقتی ورودی های (A و B) دروازه Nor 1 یا +5 ولت باشد ، هر دو ترانزیستور NPN بسته و خروجی ، (Q) 0 یا 0 ولت است و هر جریان مثبت از طریق هر دو جریان به زمین می رود ترانزیستورها

مرحله 6: بافر

یک بافر از دو دروازه یکسان استفاده می کند. دو گیت Not یا Inverter به صورت سری.

هنگامی که ورودی ، (A) اولین دروازه اینورتر 0 یا 0 ولت است ، ترانزیستور NPN باز است و خروجی آن 1 یا +5 ولت به ورودی اینورتر دوم است. وقتی ورودی گیت دوم اینورتر 1 یا 5+ ولت باشد ، ترانزیستور NPN بسته می شود و خروجی ، (Q) 0 یا 0 ولت است و هر جریان مثبت از طریق ترانزیستور به زمین می رود.

وقتی ورودی ، (A) اولین دروازه اینورتر 1 یا 5 ولت باشد ترانزیستور NPN بسته و خروجی آن 0 یا 0 ولت به ورودی اینورتر دوم است. هنگامی که ورودی گیت اینورتر دوم 0 یا 0 ولت است ، ترانزیستور NPN باز است و خروجی ، (Q) 1 یا +5 ولت است و هر جریان مثبت خروجی (Q) را خارج می کند.

مرحله 7: و گیت

دروازه And یک دروازه Nand و یک دروازه Not یا Inverter به صورت سری است.

ورودی ها همانند دروازه Nand هستند اما خروجی توسط دروازه Not یا Inverter معکوس می شود.

وقتی ورودی های (A و B) دروازه 0 یا 0 ولت باشد هر دو ترانزیستور NPN باز هستند ، خروجی گیت اول 1 یا +5 ولت است. وقتی ورودی دروازه اینورتر 1 یا 5+ ولت باشد ، ترانزیستور NPN بسته می شود و خروجی ، (Q) 0 یا 0 ولت است و هر جریان مثبت از طریق ترانزیستور به زمین می رود.

وقتی ورودی ، (A) از دروازه And 1 یا +5 ولت باشد ، ترانزیستور NPN در ورودی A بسته می شود. و هنگامی که ورودی ، (B) دروازه 0 یا 0 ولت است ، ترانزیستور NPN روی ورودی B باز است ، خروجی اولین دروازه 1 یا +5 ولت است. وقتی ورودی گیت اینورتر 1 یا 5+ ولت باشد ترانزیستور NPN بسته می شود و خروجی ، (Q) 0 یا 0 ولت است و هر جریان مثبت از طریق ترانزیستور به زمین می رود.

هنگامی که ورودی ، (A) از دروازه And 0 یا 0 ولت است ، ترانزیستور NPN در ورودی A باز است. و وقتی ورودی ، (B) دروازه And 1 یا +5 ولت باشد ، ترانزیستور NPN روی ورودی B بسته می شود ، خروجی اولین دروازه 1 یا +5 ولت است. وقتی ورودی دروازه اینورتر 1 یا 5+ ولت باشد ، ترانزیستور NPN بسته می شود و خروجی ، (Q) 0 یا 0 ولت است و هر جریان مثبت از طریق ترانزیستور به زمین می رود.

هنگامی که ورودی های (A و B) دروازه Nand 1 یا +5 ولت است ، هر دو ترانزیستور NPN بسته می شوند و خروجی گیت اول 0 یا 0 ولت است. وقتی ورودی دروازه اینورتر 0 یا 0 ولت باشد ، ترانزیستور NPN باز است و خروجی ، (Q) 1 یا +5 ولت است و هر جریان مثبت خروجی (Q) را خارج می کند.

مرحله 8: یا دروازه

دروازه Or یک دروازه Nor و یک دروازه Not یا Inverter به صورت سری است.

ورودی ها همان دروازه Nor هستند اما خروجی توسط دروازه Not یا Inverter معکوس می شود.

وقتی ورودی های (A و B) دروازه Or 0 یا 0 ولت باشد هر دو ترانزیستور NPN باز هستند ، خروجی گیت اول 1 یا +5 ولت است. وقتی ورودی دروازه اینورتر 1 یا 5+ ولت باشد ، ترانزیستور NPN بسته می شود و خروجی ، (Q) 0 یا 0 ولت است و هر جریان مثبت از طریق ترانزیستور به زمین می رود.

وقتی ورودی ، (A) از دروازه Or 1 یا 5 ولت باشد ترانزیستور NPN در ورودی A بسته می شود. و وقتی ورودی ، (B) دروازه Nor 0 یا 0 ولت است ، ترانزیستور NPN روی ورودی B باز است و خروجی گیت اول 0 یا 0 ولت است. وقتی ورودی دروازه اینورتر 0 یا 0 ولت باشد ، ترانزیستور NPN باز است و خروجی ، (Q) 1 یا +5 ولت است و هر جریان مثبت خروجی (Q) را خارج می کند.

وقتی ورودی ، (A) دروازه 0 یا 0 ولت باشد ، ترانزیستور NPN روی ورودی A باز است. و هنگامی که ورودی ، (B) دروازه Nor 1 یا +5 ولت است ، ترانزیستور NPN روی ورودی B بسته می شود و خروجی گیت اول 0 یا 0 ولت است. وقتی ورودی دروازه اینورتر 0 یا 0 ولت باشد ، ترانزیستور NPN باز است و خروجی ، (Q) 1 یا +5 ولت است و هر جریان مثبت خروجی (Q) را خارج می کند.

وقتی ورودی های (A و B) دروازه Or 1 یا +5 ولت باشد ، هر دو ترانزیستور NPN بسته می شوند و خروجی گیت اول 0 یا 0 ولت است. وقتی ورودی دروازه اینورتر 0 یا 0 ولت باشد ، ترانزیستور NPN باز است و خروجی ، (Q) 1 یا +5 ولت است و هر جریان مثبت خروجی (Q) را خارج می کند.

مرحله 9: Nor Gate اختصاصی (Xnor)

دروازه نور منحصر به فرد به عنوان دو دروازه ناند به طور موازی به عنوان یک دروازه با دو ترانزیستور PNP ترانزیستور متصل شده است.

وقتی ورودی ، (A و B) دروازه Xnor 0 یا 0 ولت باشد ، هر دو ترانزیستور NPN باز هستند و هر دو ترانزیستور PNP بسته می شوند. خروجی ، (Q) 1 یا +5 ولت است و هر جریان مثبت از خروجی (Q) خارج می شود.

وقتی ورودی ، (A) دروازه Xnor 1 یا +5 ولت باشد ، ترانزیستور NPN روی ورودی A بسته و ترانزیستور PNP باز است. با ورودی ، (B) دروازه Xnor 0 یا 0 ولت است ، ترانزیستور PNP روی ورودی B بسته شده و ترانزیستور NPN باز است. خروجی ، (Q) 0 یا 0 ولت است و هر جریان مثبت از طریق ترانزیستورهای بسته به زمین می رود.

وقتی ورودی ، (A) دروازه Xnor 0 یا 0 ولت باشد ، ترانزیستور NPN روی ورودی A باز است و ترانزیستور PNP بسته است. با ورودی ، (B) دروازه Xnor 1 یا 5 ولت است ، ترانزیستور PNP در ورودی B باز است و ترانزیستور NPN بسته است. خروجی ، (Q) 0 یا 0 ولت است و هر جریان مثبت از طریق ترانزیستورهای بسته به زمین می رود.

وقتی ورودی های (A و B) دروازه Xnor 1 یا +5 ولت باشد ، هر دو ترانزیستور NPN بسته و هر دو ترانزیستور PNP باز هستند. خروجی ، (Q) 1 یا +5 ولت است و هر جریان مثبت از خروجی (Q) خارج می شود.

مرحله 10: اختصاصی یا دروازه (Xor)

دروازه اختصاصی یا از هر سه دروازه اصلی استفاده می کند ، به عنوان دو دروازه Nand به صورت موازی به عنوان یک دروازه Nor با دو ترانزیستور PNP ترانزیستور بالا و یک دروازه Inverter پیوسته پیکربندی شده است.

ورودی های گیت Xor همان گیت Xnor هستند اما خروجی توسط گیت Not یا Inverter معکوس می شود.

هنگامی که ورودی ها ، (A و B) دروازه Xnor 0 یا 0 ولت است ، هر دو ترانزیستور NPN باز هستند و هر دو ترانزیستور PNP بسته هستند و خروجی اولین مجموعه دروازه ها 1 یا 5 ولت است. وقتی ورودی گیت اینورتر 1 یا 5+ ولت باشد ترانزیستور NPN بسته می شود و خروجی ، (Q) 0 یا 0 ولت است و هر جریان مثبت از طریق ترانزیستور به زمین می رود.

وقتی ورودی ، (A) دروازه Xnor 1 یا 5 ولت باشد ، ترانزیستور NPN روی ورودی A بسته و ترانزیستور PNP باز است. با ورودی ، (B) دروازه Xnor 0 یا 0 ولت است ، ترانزیستور PNP روی ورودی B بسته است و ترانزیستور NPN باز است ، 0 یا 0 ولت به ورودی اینورتر. وقتی ورودی دروازه اینورتر 0 یا 0 ولت باشد ، ترانزیستور NPN باز است و خروجی ، (Q) 1 یا +5 ولت است و هر جریان مثبت خروجی (Q) را خارج می کند.

هنگامی که ورودی ، (A) دروازه Xnor 0 یا 0 ولت است ، ترانزیستور NPN روی ورودی A باز است و ترانزیستور PNP بسته است. با ورودی ، (B) دروازه Xnor 1 یا 5 ولت است ، ترانزیستور PNP در ورودی B باز است و ترانزیستور NPN بسته است ، 0 یا 0 ولت به ورودی اینورتر. وقتی ورودی دروازه اینورتر 0 یا 0 ولت باشد ، ترانزیستور NPN باز است و خروجی ، (Q) 1 یا +5 ولت است و هر جریان مثبت خروجی (Q) را خارج می کند.

وقتی ورودی های (A و B) دروازه Xnor 1 یا +5 ولت باشد ، هر دو ترانزیستور NPN بسته و هر دو ترانزیستور PNP باز هستند هنگامی که ورودی گیت دوم اینورتر 1 یا +5 ولت NPN است ترانزیستور بسته است و خروجی ، (Q) 0 یا 0 ولت است و هر جریان مثبت از طریق ترانزیستور به زمین می رود.

نفر دوم در چالش نکات و ترفندهای الکترونیک