Хос логик транзистор Гейтс: 10 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Би транзисторын хаалгыг бусад электроникийн инженерүүдээс арай өөрөөр хийдэг. Ихэнх хүмүүс транзистор хаалга барихдаа; тэдгээрийг зөвхөн эерэг логикоор бүтээ, гэхдээ IC -ийн хаалга нь эерэг логик ба сөрөг логик гэсэн хоёр логиктой байдаг. Би транзисторын хаалгаа эерэг ба сөрөг логикоор бүтээдэг.

Хэдийгээр найман хаалга байдаг; Буфер, Inverter эсвэл Not, and, Nand, Or, Nor, Xor, Xnor нь гурван хаалганы хэлхээгээр хийгдсэн байдаг. Та давхар логик хаалга барьж байх үед хаалга барихад ашигладаг гурван хэлхээ нь Inverter эсвэл Not, Nand, Nor юм, үлдсэн хаалга нь эдгээр гурван хаалганы хоёр буюу түүнээс дээш хаалгаар хийгдсэн байдаг.

Яагаад транзистор хаалга барих ёстой вэ? За ингээд өөрийн хаалгаа барих таван шалтгаан бий.

1. Танд хэрэгтэй хаалга байхгүй байна.

2. Та стандарт IC хаалганаас илүү их хүч чадалтай хаалга авахыг хүсч байна.

3. Та зөвхөн нэг хаалга авахыг хүсч байгаа бөгөөд IC -ийн бусад хаалгыг дэмий үрэхийг үзэн яддаг.

4. Зардал, нэг транзисторын Inverter нь 0.25 доллараас бага, Hex Inverter IC нь 1.00 доллар ба түүнээс дээш үнэтэй байдаг.

5. Та хаалгыг илүү сайн ойлгохыг хүсч байна.

Алхам 1: Багаж хэрэгсэл ба эд анги

Энэхүү зааварчилгааны гарын авлага нь хагас ваттын хаалга бөгөөд хэрэв та илүү өндөр хүчин чадалтай хаалга барихыг хүсвэл хүнд даацын хүчдэлийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд хэрэгтэй болно.

Холбогч утас

Талхны самбар

Цахилгаан хангамж

1 x SN74LS04 IC

2 x унтраалга

2 x LED 1 улаан 1 ногоон

2 x 820 Ω ¼ эсэргүүцэл

2 x 1 kΩ ¼ w эсэргүүцэл

3 x 10 кОм -ийн эсэргүүцэл

3 x NPN ерөнхий зориулалтын транзистор, би 2N3904 ашигласан.

2 x PNP ерөнхий зориулалттай транзистор, би 2N3906 ашигладаг.

Алхам 2: Хос логик

Та хаалганы үнэний хүснэгтийг харахад; хоёр оролт эсвэл хаалга гэх мэт иймэрхүү үнэний хүснэгтийг авах болно. Энэ бол Or хаалганы эерэг үнэн хүснэгт юм. А ба В -ийн доор хаалганы оролт, Q нь гаралт юм. 1 нь 1 эсвэл + 5 вольтын логик утгыг, 0 нь 0 эсвэл 0 вольтын логик утгыг илэрхийлнэ. Ихэнх хүмүүс транзистороор хаалга барихдаа логик утга нь 1 эсвэл + 5 вольт, логик утга нь 0 эсвэл огт байдаггүй. Гэхдээ IC -ийн хаалганы гаралт ийм зүйл тохиолддоггүй.

Хаалганы гаралт 1 -р логик утгаас 0 -р логик утга руу шилжих үед уг хаалганы гаралт нь + 5 вольтоос гаралт, 0 вольт хүртэл гүйдлийн урсгал руу ордог. Одоогийн чиглэл нь урвуу чиглэлд эргэж байна. Урвуу урсгалыг ашиглахдаа үүнийг сөрөг логик гэж нэрлэдэг бөгөөд 0 вольт - 1 логик утга, + 5 вольт - 0 логик утга.

Аливаа хаалганы гаралтыг холбоход энэ нь юу болохыг ойлгоход хамгийн хялбар байдаг. LED бүхий цуврал NPN транзистор ба PNP транзисторын бааз руу. Хаалганы гаралт нь логик утга 1 (5 вольт) байхад NPN транзистор хаагдаж, NPN транзистортой цуврал LED асдаг. Хаалганы гаралт 1 -р логик утгаас 0, (5 вольтоос 0 вольт) утга руу шилжих үед гүйдэл нь чиглэлээ эргүүлж, PNP транзистор хаагдах үед NPN транзистор нээгдэнэ. Энэ нь NPN транзистортой LED -ийг цувралаар унтрааж, PNP транзистортой LED -ийг цувралаар асаана.

Миний транзистор хаалга нь IC -ийн хаалгатай ижил хос логиктой байдаг. Хаалганы гаралт нь логик утга 1 (5 вольт) байхад NPN транзистор хаагдаж, NPN транзистортой цуврал LED асдаг. Хаалганы гаралт 1 -р логик утгаас 0, (5 вольтоос 0 вольт) утга руу шилжих үед гүйдэл нь чиглэлээ эргүүлж, PNP транзистор хаагдах үед NPN транзистор нээгдэнэ. Энэ нь NPN транзистортой LED -ийг цувралаар унтрааж, PNP транзистортой LED -ийг цувралаар асаана.

Алхам 3: Инвертер хаалга биш

Not or Inverter gate бол бусад 5 хаалгыг хийхэд шаардлагатай 3 хаалганы эхнийх юм.

Inverter хаалганы оролт (A) 0 эсвэл 0 вольт байвал NPN транзистор нээлттэй, гаралт нь (Q) 1 эсвэл +5 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл гаралтаас (Q) гардаг.

Inverter хаалганы оролт (A) 1 эсвэл +5 вольт байвал NPN транзистор хаагдаж, гаралт нь (Q) 0 эсвэл 0 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл транзистороор дамжин газарддаг.

Алхам 4: Нанд Гейт

Нанд хаалга нь бусад 5 хаалгыг хийхэд шаардлагатай гурван хаалганы хоёр дахь нь юм.

Нанд хаалганы (A ба B) оролт 0 эсвэл 0 вольт байвал NPN транзистор хоёулаа нээлттэй, гаралт, (Q) нь 1 эсвэл +5 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл гаралтаас гардаг (Q).

Нанд хаалганы (A) оролт 1 эсвэл +5 вольт байвал N оролт дээрх NPN транзистор хаагдана. Нанд хаалганы (B) оролт 0 эсвэл 0 вольт байх үед B оролт дээрх NPN транзистор нээлттэй бөгөөд гаралт, (Q) нь 1 эсвэл +5 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл гаралтаас гардаг (Q).

Нанд хаалганы (A) оролт 0 эсвэл 0 вольт байвал N оролт дээрх NPN транзистор нээлттэй байна. Нанд хаалганы оролт (B) нь 1 эсвэл +5 вольт байвал N оролтын NPN транзистор хаагдаж, гаралт, (Q) нь 1 эсвэл +5 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл гаралтаас гардаг (Q).

Нанд хаалганы (A ба B) оролт 1 эсвэл +5 вольт байвал NPN транзисторуудын аль аль нь хаагдаж, гаралт нь (Q) 0 эсвэл 0 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл транзистороор дамжин газарддаг.

Алхам 5: Нор Гейт

Нор хаалга нь бусад 5 хаалгыг хийхэд шаардлагатай гурван хаалганы гуравны нэг юм.

Нор хаалганы (A ба B) оролт 0 эсвэл 0 вольт байвал NPN транзистор хоёулаа нээлттэй, гаралт, (Q) нь 1 эсвэл +5 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл гаралтаас гардаг (Q).

Нор хаалганы (A) оролт 1 эсвэл +5 вольт байх үед А оролт дээрх NPN транзистор хаагдана. Нор хаалганы (B) оролт 0 эсвэл 0 вольт байвал B оролт дээрх NPN транзистор нээлттэй, гаралт нь (Q) 0 эсвэл 0 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл нь А оролт дээрх транзистороор дамжин газарддаг..

Нор хаалганы (A) оролт 0 эсвэл 0 вольт байх үед А оролт дээрх NPN транзистор нээлттэй байна. Нор хаалганы (B) оролт 1 эсвэл +5 вольт байвал N оролтын NPN транзистор хаагдаж, гаралт нь (Q) 0 эсвэл 0 вольт бөгөөд эерэг гүйдэл В дээрх транзистороор дамжин газардана. оролт.

Нор хаалганы (A ба B) оролт 1 эсвэл +5 вольт байвал NPN транзистор хоёулаа хаагдаж, гаралт нь (Q) 0 эсвэл 0 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл хоёуланд нь газардана. транзистор.

Алхам 6: Буфер

Буфер нь ижил хоёр хаалгыг ашигладаг; Not Not эсвэл Inverter гэсэн хоёр хаалга.

Эхний Inverter хаалганы оролт (A) 0 эсвэл 0 вольт байвал NPN транзистор нээлттэй, гаралт нь хоёр дахь инвертерийн оролтод 1 эсвэл +5 вольт байна. Хоёрдахь Inverter хаалганы оролт 1 эсвэл +5 вольт байвал NPN транзистор хаагдаж, гаралт нь (Q) 0 эсвэл 0 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл транзистороор дамжин газарддаг.

Эхний Inverter хаалганы оролт (A) 1 эсвэл +5 вольт байвал NPN транзистор хаагдаж, гаралт нь хоёр дахь инвертерийн оролтод 0 эсвэл 0 вольт байна. Хоёрдахь Inverter хаалганы оролт 0 эсвэл 0 вольт байвал NPN транзистор нээлттэй бөгөөд гаралт нь (Q) нь 1 эсвэл +5 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл нь гаралтыг (Q) гадагшлуулдаг.

Алхам 7: Тэгээд Хаалга

Анд хаалга нь Нанд хаалга бөгөөд Not эсвэл Inverter цуврал хаалга юм.

Оролт нь Нанд хаалгатай ижил боловч гаралтыг Not эсвэл Inverter хаалгаар буцаана.

And хаалганы (A ба B) оролт 0 эсвэл 0 вольт байвал NPN транзистор хоёулаа нээлттэй байх үед эхний хаалганы гаралт 1 эсвэл +5 вольт байна. Inverter хаалганы оролт 1 эсвэл +5 вольт байвал NPN транзистор хаагдаж, гаралт нь (Q) 0 эсвэл 0 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл транзистороор дамжин газарддаг.

And хаалганы (A) оролт 1 эсвэл +5 вольт байвал N оролт дээрх NPN транзистор хаагдана. And хаалганы (B) оролт 0 эсвэл 0 вольт байвал B оролт дээрх NPN транзистор нээлттэй байх үед эхний хаалганы гаралт 1 эсвэл +5 вольт байна. Inverter хаалганы оролт 1 эсвэл +5 вольт байвал NPN транзистор хаагдаж, гаралт нь (Q) 0 эсвэл 0 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл транзистороор дамжин газарддаг.

And хаалганы (A) оролт 0 эсвэл 0 вольт байх үед A оролт дээрх NPN транзистор нээлттэй байна. And хаалганы оролт (B) нь 1 эсвэл +5 вольт байвал B оролт дээрх NPN транзистор хаагдахад эхний хаалганы гаралт 1 эсвэл +5 вольт болно. Inverter хаалганы оролт 1 эсвэл +5 вольт байвал NPN транзистор хаагдаж, гаралт нь (Q) 0 эсвэл 0 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл транзистороор дамжин газарддаг.

Нанд хаалганы (A ба B) оролт 1 эсвэл +5 вольт байх үед NPN транзисторуудын аль аль нь хаагдаж, эхний хаалганы гаралт 0 эсвэл 0 вольт байна. Inverter хаалганы оролт 0 эсвэл 0 вольт байвал NPN транзистор нээлттэй бөгөөд гаралт, (Q) нь 1 эсвэл +5 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл нь гаралтыг (Q) гадагшлуулдаг.

Алхам 8: Эсвэл Хаалга

Or хаалга нь Нор хаалга бөгөөд Not эсвэл Inverter цуврал хаалга юм.

Оролт нь Нор хаалгатай адил боловч гаралтыг Not эсвэл Inverter хаалгаар буцаана.

Or хаалганы (A ба B) оролт 0 эсвэл 0 вольт байвал NPN транзистор хоёулаа нээлттэй байх үед эхний хаалганы гаралт 1 эсвэл +5 вольт байна. Inverter хаалганы оролт 1 эсвэл +5 вольт байвал NPN транзистор хаагдаж, гаралт нь (Q) 0 эсвэл 0 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл транзистороор дамжин газарддаг.

Or хаалганы (A) оролт 1 эсвэл +5 вольт байвал N оролт дээрх NPN транзистор хаагдана. Нор хаалганы (B) оролт 0 эсвэл 0 вольт байх үед B оролт дээрх NPN транзистор нээлттэй бөгөөд эхний хаалганы гаралт 0 эсвэл 0 вольт байна. Inverter хаалганы оролт 0 эсвэл 0 вольт байвал NPN транзистор нээлттэй бөгөөд гаралт, (Q) нь 1 эсвэл +5 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл нь гаралтыг (Q) гадагшлуулдаг.

Or хаалганы (A) оролт 0 эсвэл 0 вольт байвал N оролт дээрх NPN транзистор нээлттэй байна. Нор хаалганы (B) оролт 1 эсвэл +5 вольт байх үед B оролт дээрх NPN транзистор хаагдаж, эхний хаалганы гаралт 0 эсвэл 0 вольт байна. Inverter хаалганы оролт 0 эсвэл 0 вольт байвал NPN транзистор нээлттэй бөгөөд гаралт, (Q) нь 1 эсвэл +5 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл нь гаралтыг (Q) гадагшлуулдаг.

Or хаалганы (A ба B) оролт 1 эсвэл +5 вольт байх үед NPN транзистор хоёулаа хаагдаж, эхний хаалганы гаралт 0 эсвэл 0 вольт болно. Inverter хаалганы оролт 0 эсвэл 0 вольт байвал NPN транзистор нээлттэй бөгөөд гаралт нь (Q) нь 1 эсвэл +5 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл нь гаралтыг (Q) гадагшлуулдаг.

Алхам 9: Онцгой Нор Гейт (Xnor)

Онцгой Нор хаалга нь хоёр дээд транзистор PNP транзистортой Нор хаалга шиг зэрэгцээ холбогдсон хоёр Нанд хаалга хэлбэрээр тохируулагдсан болно.

Xnor хаалганы (A ба B) оролт 0 эсвэл 0 вольт байвал NPN транзистор хоёулаа нээлттэй, PNP транзистор хоёулаа хаалттай байна. (Q) гаралт нь 1 эсвэл +5 вольт бөгөөд эерэг гүйдэл нь гаралтаас (Q) гардаг.

Xnor хаалганы (A) оролт 1 эсвэл +5 вольт байвал N оролтын NPN транзистор хаагдаж, PNP транзистор нээлттэй байна. Оролтоор Xnor хаалганы (B) нь 0 эсвэл 0 вольт бол В оролт дээрх PNP транзистор хаагдаж, NPN транзистор нээлттэй байна. (Q) гаралт нь 0 эсвэл 0 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл нь хаалттай транзистороор дамждаг.

Xnor хаалганы (A) оролт 0 эсвэл 0 вольт байх үед А оролт дээрх NPN транзистор нээлттэй бөгөөд PNP транзистор хаагдсан байна. Оролтоор Xnor хаалганы (B) 1 эсвэл +5 вольт бол В оролт дээрх PNP транзистор нээлттэй, NPN транзистор хаалттай байна. (Q) гаралт нь 0 эсвэл 0 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл нь хаалттай транзистороор дамжин газарддаг.

Xnor хаалганы (A ба B) оролт 1 эсвэл +5 вольт байвал NPN транзистор хоёулаа хаагдаж, PNP транзисторууд хоёулаа нээлттэй байна. (Q) гаралт нь 1 эсвэл +5 вольт бөгөөд эерэг гүйдэл нь гаралтаас (Q) гардаг.

Алхам 10: Онцгой эсвэл хаалга (Xor)

Онцгой эсвэл хаалга; бүх гурван гол хаалгыг ашигладаг бөгөөд энэ нь хоёр дээд транзистор PNP транзистортой Нор хаалга болон цуваа хэлбэрээр Not or Inverter хаалгатай зэрэгцээ холбогдсон хоёр Нанд хаалга хэлбэрээр тохируулагдсан болно.

Xor хаалганы оролт нь Xnor хаалгатай ижил боловч гаралтыг Not эсвэл Inverter хаалгаар буцаана.

Xnor хаалганы (A ба B) оролт 0 эсвэл 0 вольт байвал NPN транзистор хоёулаа нээлттэй, PNP транзистор хоёулаа хаалттай бөгөөд эхний хаалганы гаралт 1 эсвэл +5 вольт байна. Inverter хаалганы оролт 1 эсвэл +5 вольт байвал NPN транзистор хаагдаж, гаралт нь (Q) 0 эсвэл 0 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл транзистороор дамжин газарддаг.

Xnor хаалганы (A) оролт 1 эсвэл +5 вольт байвал N оролтын NPN транзистор хаагдаж, PNP транзистор нээлттэй байна. Оролтоор Xnor хаалганы (B) нь 0 эсвэл 0 вольт байвал В оролт дээрх PNP транзистор хаагдаж, NPN транзистор нээлттэй, Inverter оролтод 0 эсвэл 0 вольт байна. Inverter хаалганы оролт 0 эсвэл 0 вольт байвал NPN транзистор нээлттэй бөгөөд гаралт нь (Q) нь 1 эсвэл +5 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл нь гаралтыг (Q) гадагшлуулдаг.

Xnor хаалганы (A) оролт 0 эсвэл 0 вольт байх үед А оролт дээрх NPN транзистор нээлттэй бөгөөд PNP транзистор хаагдсан байна. Оролтоор Xnor хаалганы (B) 1 эсвэл +5 вольт бол В оролт дээрх PNP транзистор нээлттэй, NPN транзистор хаалттай, Inverter оролтод 0 эсвэл 0 вольт байна. Inverter хаалганы оролт 0 эсвэл 0 вольт байвал NPN транзистор нээлттэй бөгөөд гаралт, (Q) нь 1 эсвэл +5 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл нь гаралтыг (Q) гадагшлуулдаг.

Xnor хаалганы (A ба B) оролт 1 эсвэл +5 вольт байвал NPN транзистор хоёулаа хаагдаж, PNP транзисторууд хоёулаа нээлттэй байна Хоёр дахь Inverter хаалганы оролт NPN 1 эсвэл +5 вольт байх үед транзистор хаагдаж, гаралт (Q) нь 0 эсвэл 0 вольт бөгөөд аливаа эерэг гүйдэл нь транзистороор дамждаг.

Electronics Tips & Tricks Challenge тэмцээнд 2 -р байр эзэлсэн