Kettős logikai tranzisztoros kapuk: 10 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Tranzisztoros kapukat építek kicsit másképp, mint a legtöbb más elektronikai mérnök. A legtöbb ember, amikor tranzisztoros kapukat épít; csak pozitív logikát szem előtt tartva építsék fel őket, azonban az IC -k kapui két logikával rendelkeznek, a pozitív és a negatív logikával. A tranzisztor kapukat pozitív és negatív logikával építem fel.

Bár nyolc kapu van; Puffer, inverter vagy nem, és, Nand, vagy, Nor, Xor és Xnor, három kapuáramkörből készülnek. És amikor kettős logikai kapukat épít, a kapu építéséhez használt három áramkör Inverter vagy nem, Nand és Nor, a többi kapu ebből a három kapuból kettőből vagy többből készül.

Miért építsünk tranzisztoros kapukat? Nos, itt van öt ok arra, hogy saját kapukat építsen.

1. Nincs meg a kapu, amire szüksége van.

2. Olyan kaput szeretne, amely több energiát hordoz, mint egy szabványos kapu IC.

3. Csak egy kaput szeretne, és utálja a többi kapu pazarlását az IC -re.

4. Költség, az egy tranzisztoros inverter kevesebb, mint 0,25 USD, a hexadecimális inverter IC pedig 1,00 USD vagy annál magasabb.

5. Jobban szeretné megérteni a kapukat.

1. lépés: Eszközök és alkatrészek

Ennek az utasításnak a kapui ¼ wattos kapuk, ha nagyobb teljesítményű kapukat szeretne építeni, akkor nagyobb teljesítményű alkatrészekre lesz szüksége.

Jumper vezetékek

Kenyeretábla

Tápegység

1 x SN74LS04 IC

2 x kapcsoló

2 x LED 1 piros 1 zöld

2 x 820 Ω w ellenállás

2 x 1 kΩ ¼ w ellenállás

3 x 10 kΩ ¼ w ellenállás

3 x NPN általános célú tranzisztor, én 2N3904 -et használtam.

2 x PNP általános célú tranzisztor, én 2N3906 -ot használtam.

2. lépés: Kettős logika

Amikor felnéz egy kapu igazságtáblázatára; például két bemenet vagy kapu, így kap egy igazságtáblát, amely így néz ki. Ez egy pozitív igazságtábla egy vagy kapu számára. A és B alatt a kapu bemenetei, Q pedig a kimenet. Az 1 1 vagy + 5 volt logikai értéket, a 0 pedig 0 vagy 0 voltos logikai értéket jelent. Tehát amikor a legtöbb ember kaput épít tranzisztorokból, akkor 1 vagy + 5 voltos logikai értéket és 0 vagy semmilyen volt logikai értéket épít. De nem ez történik egy kapu kimenetével, egy IC -ben.

Amikor egy kapu kimenete az 1 -es logikai értékről a 0 -ás logikai értékre megy, akkor a kapu kimenete + 5 voltról a kimeneten áramló árammal 0 voltra megy, amikor a kapu kimenetére áramlik. Az áram megfordítja az irányt. Amikor a fordított áramlást használja, ezt negatív logikának nevezik, ahol 0 volt - 1 logikai érték és + 5 volt - 0 logikai érték.

A legegyszerűbb látni, hogy ez mit jelent, ha bármelyik kapu kimenetét csatlakoztatja; egy NPN tranzisztor és egy PNP tranzisztor bázisához, soros LED -del. Míg a kapu kimenete 1, (5 volt) logikai érték, az NPN tranzisztor zárva van, és az NPN tranzisztorral sorba kapcsolt LED világít. Amikor a kapu kimenete az 1 -es logikai értékről a 0 logikai értékre áll (5 volt - 0 volt), az áram megfordítja az irányt, és az PNP tranzisztor bezárásakor kinyílik az NPN tranzisztor. Ez sorban kikapcsolja a LED -et az NPN tranzisztorral, és sorra világítja a LED -et a PNP tranzisztorral.

A tranzisztor kapui kettős logikával rendelkeznek, mint az IC -k kapui. Míg a kapu kimenete 1, (5 volt) logikai érték, az NPN tranzisztor zárva van, és az NPN tranzisztorral sorba kapcsolt LED világít. Amikor a kapu kimenete az 1 -es logikai értékről a 0 logikai értékre áll (5 volt - 0 volt), az áram megfordítja az irányt, és az PNP tranzisztor bezárásakor megnyílik az NPN tranzisztor. Ez sorban kikapcsolja a LED -et az NPN tranzisztorral, és sorra világítja a LED -et a PNP tranzisztorral.

3. lépés: Nem vagy inverteres kapu

A Not vagy Inverter kapu az első a 3 kapu közül, amelyek a többi 5 kapu elkészítéséhez szükségesek.

Ha az Inverter kapu bemenete (A) 0 vagy 0 volt, az NPN tranzisztor nyitva van, és a kimenet (Q) 1 vagy +5 volt, és minden pozitív áram kimegy a kimenetből (Q).

Ha az Inverter kapu bemenete (A) 1 vagy +5 volt, akkor az NPN tranzisztor zárva van, és a kimenet (Q) 0 vagy 0 volt, és minden pozitív áram a földre kerül a tranzisztoron keresztül.

4. lépés: Nand kapu

A Nand kapu a második a három kapu közül, amelyek a többi 5 kapu elkészítéséhez szükségesek.

Ha a Nand kapu bemenete (A és B) 0 vagy 0 volt, mindkét NPN tranzisztor nyitva van, és a kimenet (Q) 1 vagy +5 volt, és minden pozitív áram kimegy a kimenetből (Q).

Amikor a Nand kapu bemenete (A) 1 vagy +5 volt, az A bemenet NPN tranzisztorja zárva van. És ha a Nand kapu bemenete (B) 0 vagy 0 volt, akkor a B bemenet NPN tranzisztorja nyitva van, és a kimenet (Q) 1 vagy +5 volt, és minden pozitív áram kimegy a kimenetből (Q).

Ha a Nand kapu bemenete (A) 0 vagy 0 volt, az A bemenet NPN tranzisztorja nyitva van. És ha a Nand kapu bemenete (B) 1 vagy +5 volt, akkor a B bemeneten lévő NPN tranzisztor zárva van, és a kimenet (Q) 1 vagy +5 volt, és minden pozitív áram kimegy a kimenetből (Q).

Ha a Nand kapu bemenete (A és B) 1 vagy +5 volt, akkor mindkét NPN tranzisztor zárva van, és a kimenet (Q) 0 vagy 0 volt, és minden pozitív áram a földre kerül a tranzisztorokon keresztül.

5. lépés: sem kapu

A Nor kapu a harmadik a három kapu közül, amelyek a többi 5 kapu elkészítéséhez szükségesek.

Ha a Nor kapu bemenete (A és B) 0 vagy 0 volt, mindkét NPN tranzisztor nyitva van, és a kimenet (Q) 1 vagy +5 volt, és minden pozitív áram kimegy a kimenetből (Q).

Ha a Nor kapu bemenete (A) 1 vagy +5 volt, az A bemenet NPN tranzisztorja zárva van. És amikor a Nor kapu bemenete (B) 0 vagy 0 volt, az NPN tranzisztor a B bemeneten nyitva van, és a kimenet (Q) 0 vagy 0 volt, és minden pozitív áram a földre kerül az A bemenet tranzisztorán keresztül.

Ha a Nor kapu bemenete (A) 0 vagy 0 volt, akkor az A bemenet NPN tranzisztorja nyitva van. És amikor a Nor kapu bemenete (B) 1 vagy +5 volt, az NPN tranzisztor a B bemeneten zárva van, és a kimenet (Q) 0 vagy 0 volt, és minden pozitív áram a földre kerül a B tranzisztoron keresztül bemenet.

Ha a Nor kapu bemenete (A és B) 1 vagy +5 volt, akkor mindkét NPN tranzisztor zárva van, és a kimenet (Q) 0 vagy 0 volt, és minden pozitív áram a földre megy tranzisztorok.

6. lépés: Puffer

Egy puffer két azonos kaput használ; két Not vagy Inverter kapu sorban.

Amikor az első inverter kapu bemenete (A) 0 vagy 0 volt, az NPN tranzisztor nyitva van, és a kimenet 1 vagy +5 volt a második inverter bemenetéhez. Amikor a második inverter kapu bemenete 1 vagy +5 volt, az NPN tranzisztor zárva van, és a kimenet (Q) 0 vagy 0 volt, és minden pozitív áram a földre kerül a tranzisztoron keresztül.

Amikor az első inverter kapu bemenete (A) 1 vagy +5 volt, az NPN tranzisztor zárva van, és a kimenet 0 vagy 0 volt a második inverter bemenetére. Amikor a második inverter kapu bemenete 0 vagy 0 volt, az NPN tranzisztor nyitva van, és a kimenet (Q) 1 vagy +5 volt, és minden pozitív áram kimegy a kimenetre (Q).

7. lépés: És kapu

Az And kapu egy Nand kapu és egy Not vagy Inverter kapu sorban.

A bemenetek megegyeznek a Nand kapuval, de a kimenetet visszafordítja a Not vagy az Inverter kapu.

Ha az And kapu bemenete (A és B) 0 vagy 0 volt, mindkét NPN tranzisztor nyitva van, az első kapu kimenete 1 vagy +5 volt. Ha az inverter kapu bemenete 1 vagy +5 volt, akkor az NPN tranzisztor zárva van, és a kimenet (Q) 0 vagy 0 volt, és minden pozitív áram a földre kerül a tranzisztoron keresztül.

Amikor az And kapu bemenete (A) 1 vagy +5 volt, az A bemenet NPN tranzisztorja zárva van. És amikor az And kapu bemenete (B) 0 vagy 0 volt, akkor a B bemenet NPN tranzisztorja nyitva van, az első kapu kimenete 1 vagy +5 volt. Ha az inverter kapu bemenete 1 vagy +5 volt, akkor az NPN tranzisztor zárva van, és a kimenet (Q) 0 vagy 0 volt, és minden pozitív áram a földre kerül a tranzisztoron keresztül.

Ha az And kapu bemenete (A) 0 vagy 0 volt, az A bemenet NPN tranzisztorja nyitva van. És amikor az And kapu bemenete (B) 1 vagy +5 volt, az NPN tranzisztor a B bemeneten zárva van, az első kapu kimenete 1 vagy +5 volt. Ha az inverter kapu bemenete 1 vagy +5 volt, akkor az NPN tranzisztor zárva van, és a kimenet (Q) 0 vagy 0 volt, és minden pozitív áram a földre kerül a tranzisztoron keresztül.

Ha a Nand kapu bemenete (A és B) 1 vagy +5 volt, akkor mindkét NPN tranzisztor zárva van, és az első kapu kimenete 0 vagy 0 volt. Ha az Inverter kapu bemenete 0 vagy 0 volt, az NPN tranzisztor nyitva van, és a kimenet (Q) 1 vagy +5 volt, és minden pozitív áram kimegy a kimenetre (Q).

8. lépés: Vagy kapu

Az Or kapu egy Nor kapu és egy Not vagy Inverter kapu sorban.

A bemenetek megegyeznek a Nor kapuval, de a kimenetet visszafordítja a Not vagy az Inverter kapu.

Ha az Or kapu bemenete (A és B) 0 vagy 0 volt, mindkét NPN tranzisztor nyitva van, az első kapu kimenete 1 vagy +5 volt. Ha az inverter kapu bemenete 1 vagy +5 volt, akkor az NPN tranzisztor zárva van, és a kimenet (Q) 0 vagy 0 volt, és minden pozitív áram a földre kerül a tranzisztoron keresztül.

Ha az Or kapu bemenete (A) 1 vagy +5 volt, az A bemenet NPN tranzisztorja zárva van. És amikor a Nor kapu bemenete (B) 0 vagy 0 volt, akkor a B bemenet NPN tranzisztorja nyitva van, és az első kapu kimenete 0 vagy 0 volt. Ha az Inverter kapu bemenete 0 vagy 0 volt, az NPN tranzisztor nyitva van, és a kimenet (Q) 1 vagy +5 volt, és minden pozitív áram kimegy a kimenetre (Q).

Ha az Or kapu bemenete (A) 0 vagy 0 volt, akkor az A bemenet NPN tranzisztorja nyitva van. És amikor a Nor kapu bemenete (B) 1 vagy +5 volt, akkor a B bemenet NPN tranzisztorja zárva van, és az első kapu kimenete 0 vagy 0 volt. Ha az inverter kapu bemenete 0 vagy 0 volt, az NPN tranzisztor nyitva van, és a kimenet (Q) 1 vagy +5 volt, és minden pozitív áram kimegy a kimenetre (Q).

Ha az Or kapu bemenete (A és B) 1 vagy +5 volt, akkor mindkét NPN tranzisztor zárva van, és az első kapu kimenete 0 vagy 0 volt. Ha az Inverter kapu bemenete 0 vagy 0 volt, az NPN tranzisztor nyitva van, és a kimenet (Q) 1 vagy +5 volt, és minden pozitív áram kimegy a kimenetre (Q).

9. lépés: Exkluzív Nor Gate (Xnor)

Az Exkluzív Nor kapu két Nand kapuként van konfigurálva, amelyek párhuzamosan kapcsolódnak Nor kapuhoz a két felső PNP tranzisztorral.

Ha az Xnor kapu bemenete (A és B) 0 vagy 0 volt, mindkét NPN tranzisztor nyitva van, és mindkét PNP tranzisztor zárva van. A kimenet (Q) 1 vagy +5 volt, és minden pozitív áram kimegy a kimenetből (Q).

Amikor az Xnor kapu bemenete (A) 1 vagy +5 volt, az A bemeneten lévő NPN tranzisztor zárva van, és a PNP tranzisztor nyitva van. A bemenettel az Xnor kapu (B) értéke 0 vagy 0 volt, a B bemeneten lévő PNP tranzisztor zárva van, és az NPN tranzisztor nyitva van. A kimenet (Q) 0 vagy 0 volt, és minden pozitív áram a zárt tranzisztorokon keresztül a földre kerül.

Ha az Xnor kapu bemenete (A) 0 vagy 0 volt, az A bemeneten lévő NPN tranzisztor nyitva van, és a PNP tranzisztor zárva van. A bemenettel az Xnor kapu (B) értéke 1 vagy +5 volt, a B bemeneten lévő PNP tranzisztor nyitva van, és az NPN tranzisztor zárva van. A kimenet (Q) 0 vagy 0 volt, és minden pozitív áram a zárt tranzisztorokon keresztül a földre kerül.

Ha az Xnor kapu bemenete (A és B) 1 vagy +5 volt, akkor mindkét NPN tranzisztor zárva van, és mindkét PNP tranzisztor nyitva van. A kimenet (Q) 1 vagy +5 volt, és minden pozitív áram kimegy a kimenetből (Q).

10. lépés: Exkluzív vagy kapu (Xor)

Az exkluzív vagy kapu; mindhárom kulcskaput használja, úgy van konfigurálva, hogy két Nand kapu párhuzamosan csatlakozik Nor kapuhoz a két felső PNP tranzisztorral és egy soros Not vagy Inverter kapu.

A Xor kapu bemenetei megegyeznek az Xnor kapuval, de a kimenetet a Not vagy Inverter kapu megfordítja.

Ha az Xnor kapu bemenete (A és B) 0 vagy 0 volt, mindkét NPN tranzisztor nyitva van, és mindkét PNP tranzisztor zárva van, és az első kapukészlet kimenete 1 vagy +5 volt. Ha az inverter kapu bemenete 1 vagy +5 volt, akkor az NPN tranzisztor zárva van, és a kimenet (Q) 0 vagy 0 volt, és minden pozitív áram a földre kerül a tranzisztoron keresztül.

Amikor az Xnor kapu bemenete (A) 1 vagy +5 volt, az A bemeneten lévő NPN tranzisztor zárva van, és a PNP tranzisztor nyitva van. A bemenettel az Xnor kapu (B) értéke 0 vagy 0 volt, a B bemeneten lévő PNP tranzisztor zárva van, és az NPN tranzisztor nyitva van, 0 vagy 0 volt az inverter bemenetére. Ha az Inverter kapu bemenete 0 vagy 0 volt, az NPN tranzisztor nyitva van, és a kimenet (Q) 1 vagy +5 volt, és minden pozitív áram kimegy a kimenetre (Q).

Ha az Xnor kapu bemenete (A) 0 vagy 0 volt, az A bemeneten lévő NPN tranzisztor nyitva van, és a PNP tranzisztor zárva van. A bemenettel az Xnor kapu (B) értéke 1 vagy +5 volt, a B bemeneten lévő PNP tranzisztor nyitva van, és az NPN tranzisztor zárva van, 0 vagy 0 volt az inverter bemenetére. Ha az Inverter kapu bemenete 0 vagy 0 volt, az NPN tranzisztor nyitva van, és a kimenet (Q) 1 vagy +5 volt, és minden pozitív áram kimegy a kimenetre (Q).

Ha az Xnor kapu bemenete (A és B) 1 vagy +5 volt, akkor mindkét NPN tranzisztor zárva van, és mindkét PNP tranzisztor nyitva van Ha a második inverter kapu bemenete 1 vagy +5 volt, akkor az NPN A tranzisztor zárva van, és a kimenet (Q) 0 vagy 0 volt, és minden pozitív áram a földre kerül a tranzisztoron keresztül.

Második helyezett az elektronikai tippek és trükkök kihívásában