Dvigubi loginiai tranzistorių vartai: 10 žingsnių

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Aš kuriu tranzistorių vartus šiek tiek kitaip nei dauguma kitų elektronikos inžinierių. Dauguma žmonių statydami tranzistorinius vartus; kurti tik turint omenyje teigiamą logiką, tačiau IC vartai turi dvi logikas: teigiamą ir neigiamą. Ir aš kuriu savo tranzistorių vartus su teigiama ir neigiama logika.

Nors yra aštuoni vartai; Buferis, keitiklis arba ne, ir, Nand, arba, Nor, Xor ir Xnor, jie pagaminti iš trijų vartų grandinių. Kai statote dvigubus loginius vartus, trys grandinės, naudojamos vartams statyti, yra „Inverter or Not“, „Nand“ir „Nor“, likę vartai yra pagaminti iš dviejų ar daugiau šių trijų vartų.

Kodėl statyti tranzistorinius vartus? Na, čia yra penkios priežastys kurti savo vartus.

1. Jūs neturite reikiamų vartų.

2. Norite vartų, kurie turi daugiau galios nei standartiniai vartų IC.

3. Norite tik vienų vartų ir nekenčiate švaistyti likusių vartų IC.

4. Kaina, vieno tranzistoriaus keitiklis yra mažesnis nei 0,25 USD, o šešiakampis keitiklio IC yra 1,00 USD ir didesnis.

5. Norite geriau suprasti vartus.

1 žingsnis: Įrankiai ir dalys

Šios instrukcijos vartai yra ¼ vatų vartai, jei norite statyti didesnės galios vartus, jums reikės didesnės galios komponentų.

Trumpieji laidai

Bandomoji Lenta

Maitinimo šaltinis

1 x SN74LS04 IC

2 x jungikliai

2 x šviesos diodai 1 raudona 1 žalia

2 x 820 Ω w rezistoriai

2 x 1 kΩ ¼ w rezistoriai

3 x 10 kΩ ¼ w rezistoriai

3 x NPN bendrosios paskirties tranzistoriai, naudojau 2N3904.

2 x PNP bendrosios paskirties tranzistoriai, naudojau 2N3906.

2 žingsnis: dviguba logika

Kai pažvelgi į vartų tiesos lentelę; pvz., dviejų įėjimų arba vartų, gausite tiesos lentelę, kuri atrodo taip. Tai teigiama tiesos lentelė „Or“vartams. A ir B yra įėjimai į vartus, o Q yra išėjimas. 1 reiškia 1 arba + 5 voltų loginę vertę, o 0 - 0 arba 0 voltų loginę vertę. Taigi, kai dauguma žmonių stato vartus iš tranzistorių, jie sukuria loginę vertę 1 arba + 5 voltai ir loginę vertę 0 ar be voltų. Bet tai atsitinka ne vartų išėjime IC.

Kai vartų išėjimas pereina nuo 1 loginės vertės iki 0 loginės vertės, tų vartų išėjimas nuo + 5 voltų, kai srovė išeina iš išėjimo, iki 0 voltų, kai srovė patenka į vartų išėjimą. Srovė keičia kryptį. Kai naudojate atvirkštinį srovės srautą, tai vadinama neigiama logika, kai 0 voltų yra - 1 loginė vertė, o + 5 voltai - 0 loginės vertės.

Lengviausia pamatyti, ką tai daro, kai prijungiate bet kurių vartų išvestį; prie NPN tranzistoriaus ir PNP tranzistoriaus pagrindo, nuosekliai su šviesos diodu. Nors vartų išvestis yra loginė vertė 1, (5 voltai), NPN tranzistorius yra uždarytas ir serijinis šviesos diodas su NPN tranzistoriumi užsidega. Kai vartų išvestis pereina nuo 1 loginės vertės iki 0 loginės vertės (nuo 5 voltų iki 0 voltų), srovė keičia kryptį ir NPN tranzistorius atsidaro uždarius PNP tranzistorių. Tai išjungia serijinį šviesos diodą su NPN tranzistoriumi ir nuosekliai užsidega LED su PNP tranzistoriumi.

Mano tranzistorių vartai turi tą pačią dvigubą logiką kaip ir vartai IC. Nors vartų išvestis yra loginė vertė 1, (5 voltai), NPN tranzistorius yra uždarytas ir serijinis šviesos diodas su NPN tranzistoriumi užsidega. Kai vartų išėjimas pereina nuo 1 loginės vertės iki 0 loginės vertės (nuo 5 voltų iki 0 voltų), srovė keičia kryptį ir NPN tranzistorius atsidaro uždarius PNP tranzistorių. Tai išjungia serijinį šviesos diodą su NPN tranzistoriumi ir nuosekliai užsidega LED su PNP tranzistoriumi.

3 žingsnis: ne arba keitiklio vartai

„Ne“arba „Inverter“vartai yra pirmieji iš 3 vartų, reikalingų kitiems 5 vartams pagaminti.

Kai keitiklio vartų įvestis (A) yra 0 arba 0 voltų, NPN tranzistorius yra atidarytas ir išėjimas (Q) yra 1 arba +5 voltai, o bet kokia teigiama srovė išeina iš išvesties (Q).

Kai keitiklio vartų įvestis (A) yra 1 arba +5 voltai, NPN tranzistorius uždaromas, o išėjimas (Q) yra 0 arba 0 voltų, o bet kokia teigiama srovė eina į žemę per tranzistorių.

4 žingsnis: Nand vartai

Nando vartai yra antrieji iš trijų vartų, reikalingų kitiems 5 vartams padaryti.

Kai Nand vartų įėjimai (A ir B) yra 0 arba 0 voltų, abu NPN tranzistoriai yra atidaryti, o išėjimas (Q) yra 1 arba +5 voltai, o bet kokia teigiama srovė išeina iš išvesties (Q).

Kai įvestis, (A) Nand vartuose yra 1 arba +5 voltai, A įvesties NPN tranzistorius yra uždarytas. Ir kai įėjimas, (B) iš Nand vartų yra 0 arba 0 voltų, NPN tranzistorius ant B įėjimo yra atidarytas ir išėjimas (Q) yra 1 arba +5 voltai, o bet kokia teigiama srovė išeina iš išvesties (Q).

Kai įvestis, (A) Nand vartuose yra 0 arba 0 voltų, A įvesties NPN tranzistorius yra atidarytas. Ir kai įėjimas, (B) Nand vartuose yra 1 arba +5 voltai, NPN tranzistorius ant B įėjimo yra uždarytas ir išėjimas (Q) yra 1 arba +5 voltai, o bet kokia teigiama srovė išeina iš išvesties (Q)).

Kai Nand vartų įėjimai (A ir B) yra 1 arba +5 voltai, abu NPN tranzistoriai yra uždaryti, o išėjimas (Q) yra 0 arba 0 voltų, o bet kokia teigiama srovė eina į žemę per tranzistorius.

5 žingsnis: nei vartai

Nor vartai yra treti iš trijų vartų, reikalingų kitiems 5 vartams padaryti.

Kai „Nor“vartų įėjimai (A ir B) yra 0 arba 0 voltų, abu NPN tranzistoriai yra atidaryti, o išėjimas (Q) yra 1 arba +5 voltai, o bet kokia teigiama srovė išeina iš išvesties (Q).

Kai „Nor“vartų įvestis (A) yra 1 arba +5 voltai, A įvesties NPN tranzistorius yra uždarytas. Ir kai įėjimas, (B) iš Nor vartų yra 0 arba 0 voltų, NPN tranzistorius ant B įėjimo yra atidarytas ir išėjimas, (Q) yra 0 arba 0 voltų, o bet kokia teigiama srovė eina į žemę per tranzistorių ant A įvesties.

Kai įvestis (Nor) vartų (A) yra 0 arba 0 voltų, A įvesties NPN tranzistorius yra atidarytas. Ir kai Nor vartų įvestis (B) yra 1 arba +5 voltai, NPN tranzistorius ant B įėjimo yra uždarytas, o išėjimas (Q) yra 0 arba 0 voltų, o bet kokia teigiama srovė eina į žemę per B tranzistorių įvesties.

Kai „Nor“vartų įėjimai (A ir B) yra 1 arba +5 voltai, abu NPN tranzistoriai yra uždaryti, o išėjimas (Q) yra 0 arba 0 voltų, o bet kokia teigiama srovė eina į žemę per abu tranzistoriai.

6 žingsnis: buferis

Buferis naudoja du vienodus vartus; du „Not“arba „Inverter“vartai iš eilės.

Kai pirmojo keitiklio vartų įvestis (A) yra 0 arba 0 voltų, NPN tranzistorius yra atidarytas, o išėjimas - 1 arba +5 voltai antrojo keitiklio įėjimui. Kai antrųjų keitiklio vartų įvestis yra 1 arba +5 voltai, NPN tranzistorius yra uždarytas ir išėjimas (Q) yra 0 arba 0 voltų, o bet kokia teigiama srovė eina į žemę per tranzistorių.

Kai pirmojo keitiklio vartų įvestis (A) yra 1 arba +5 voltai, NPN tranzistorius yra uždarytas, o išėjimas - 0 arba 0 voltų antrojo keitiklio įėjimui. Kai antrųjų keitiklio vartų įvestis yra 0 arba 0 voltų, NPN tranzistorius yra atidarytas ir išėjimas (Q) yra 1 arba +5 voltai, o bet kokia teigiama srovė išeina išėjimo (Q).

7 žingsnis: ir vartai

Ir vartai yra Nand vartai ir Not arba Inverter vartai nuosekliai.

Įėjimai yra tokie patys kaip ir „Nand“vartai, tačiau išvestį keičia „Not“arba „Inverter“vartai.

Kai And vartų įėjimai (A ir B) yra 0 arba 0 voltų, abu NPN tranzistoriai yra atidaryti, pirmųjų vartų išėjimas yra 1 arba +5 voltai. Kai keitiklio vartų įvestis yra 1 arba +5 voltai, NPN tranzistorius yra uždarytas ir išėjimas (Q) yra 0 arba 0 voltų, o bet kokia teigiama srovė eina į žemę per tranzistorių.

Kai įvestis, (A) iš And vartų yra 1 arba +5 voltai, A įvesties NPN tranzistorius yra uždarytas. Ir kai įvestis, (B) iš And vartų yra 0 arba 0 voltų, NPN tranzistorius ant B įėjimo yra atidarytas, pirmųjų vartų išėjimas yra 1 arba +5 voltai. Kai keitiklio vartų įvestis yra 1 arba +5 voltai, NPN tranzistorius yra uždarytas, o išėjimas (Q) yra 0 arba 0 voltų, o bet kokia teigiama srovė eina į žemę per tranzistorių.

Kai įvestis, (A) iš And vartų yra 0 arba 0 voltų, A įvesties NPN tranzistorius yra atidarytas. Ir kai įvestis, (B) iš And vartų yra 1 arba +5 voltai, NPN tranzistorius ant B įėjimo yra uždarytas, pirmųjų vartų išėjimas yra 1 arba +5 voltai. Kai keitiklio vartų įvestis yra 1 arba +5 voltai, NPN tranzistorius yra uždarytas ir išėjimas (Q) yra 0 arba 0 voltų, o bet kokia teigiama srovė eina į žemę per tranzistorių.

Kai Nand vartų įėjimai (A ir B) yra 1 arba +5 voltai, abu NPN tranzistoriai yra uždaryti, o pirmųjų vartų išėjimas yra 0 arba 0 voltų. Kai keitiklio vartų įvestis yra 0 arba 0 voltų, NPN tranzistorius yra atidarytas ir išėjimas (Q) yra 1 arba +5 voltai, o bet kokia teigiama srovė išeina išėjimo (Q).

8 žingsnis: Arba vartai

Arba vartai yra Nor vartai ir Not arba Inverter vartai nuosekliai.

Įėjimai yra tokie patys kaip „Nor“vartai, tačiau išvestį keičia „Not“arba „Inverter“vartai.

Kai „Or“vartų įėjimai (A ir B) yra 0 arba 0 voltų, abu NPN tranzistoriai yra atidaryti, pirmųjų vartų išėjimas yra 1 arba +5 voltai. Kai keitiklio vartų įvestis yra 1 arba +5 voltai, NPN tranzistorius yra uždarytas ir išėjimas (Q) yra 0 arba 0 voltų, o bet kokia teigiama srovė eina į žemę per tranzistorių.

Kai įėjimo (Or) vartai (A) yra 1 arba +5 voltai, A įvesties NPN tranzistorius yra uždarytas. Ir kai Nor vartų įvestis (B) yra 0 arba 0 voltų, B įvesties NPN tranzistorius yra atidarytas, o pirmųjų vartų išėjimas yra 0 arba 0 voltų. Kai keitiklio vartų įvestis yra 0 arba 0 voltų, NPN tranzistorius yra atidarytas ir išėjimas (Q) yra 1 arba +5 voltai, o bet kokia teigiama srovė išeina išėjimo (Q).

Kai įvestis (arba) Ar vartai yra 0 arba 0 voltų, A įvesties NPN tranzistorius yra atidarytas. Ir kai Nor vartų įvestis (B) yra 1 arba +5 voltai, B įvesties NPN tranzistorius yra uždarytas, o pirmųjų vartų išėjimas yra 0 arba 0 voltų. Kai keitiklio vartų įvestis yra 0 arba 0 voltų, NPN tranzistorius yra atidarytas ir išėjimas (Q) yra 1 arba +5 voltai, o bet kokia teigiama srovė išeina išėjimo (Q).

Kai „Or“vartų įėjimai (A ir B) yra 1 arba +5 voltai, abu NPN tranzistoriai yra uždaryti, o pirmųjų vartų išėjimas yra 0 arba 0 voltų. Kai keitiklio vartų įvestis yra 0 arba 0 voltų, NPN tranzistorius yra atidarytas ir išėjimas (Q) yra 1 arba +5 voltai, o bet kokia teigiama srovė išeina išėjimo (Q).

9 žingsnis: išskirtiniai „Nor Gate“(Xnor)

Išskirtiniai „Nor“vartai yra sukonfigūruoti kaip du „Nand“vartai, sujungti lygiagrečiai kaip „Nor“vartai su dviem viršutiniais tranzistoriais PNP tranzistoriais.

Kai Xnor vartų įėjimai (A ir B) yra 0 arba 0 voltų, abu NPN tranzistoriai yra atidaryti ir abu PNP tranzistoriai yra uždaryti. Išėjimas (Q) yra 1 arba +5 voltai, o bet kokia teigiama srovė išeina iš išvesties (Q).

Kai Xnor vartų įvestis (A) yra 1 arba +5 voltai, A įvesties NPN tranzistorius uždarytas ir PNP tranzistorius atidarytas. Esant įėjimui, (B) Xnor vartai yra 0 arba 0 voltų, PNP tranzistorius B įėjime yra uždarytas, o NPN tranzistorius yra atidarytas. Išėjimas (Q) yra 0 arba 0 voltų, o bet kokia teigiama srovė eina į žemę per uždarus tranzistorius.

Kai Xnor vartų įvestis (A) yra 0 arba 0 voltų, A įvesties NPN tranzistorius yra atidarytas ir PNP tranzistorius uždarytas. Naudojant įvestį, (B) Xnor vartai yra 1 arba +5 voltai, PNP tranzistorius B įėjime yra atidarytas ir NPN tranzistorius uždarytas. Išėjimas (Q) yra 0 arba 0 voltų, o bet kokia teigiama srovė eina į žemę per uždarus tranzistorius.

Kai Xnor vartų įėjimai (A ir B) yra 1 arba +5 voltai, abu NPN tranzistoriai yra uždaryti ir abu PNP tranzistoriai yra atidaryti. Išėjimas (Q) yra 1 arba +5 voltai, o bet kokia teigiama srovė išeina iš išvesties (Q).

10 veiksmas: išskirtinis arba vartai (Xor)

Išskirtiniai arba vartai; naudoja visus tris pagrindinius vartus, jis yra sukonfigūruotas kaip du Nand vartai, sujungti lygiagrečiai kaip Nor vartai su dviem viršutiniais tranzistoriais PNP tranzistoriais ir nuosekliais arba ne keitiklio vartai.

„Xor“vartų įėjimai yra tokie patys kaip „Xnor“vartai, tačiau išvestį keičia „Not“arba „Inverter“vartai.

Kai Xnor vartų įėjimai (A ir B) yra 0 arba 0 voltų, abu NPN tranzistoriai yra atidaryti, abu PNP tranzistoriai yra uždaryti, o pirmojo vartų rinkinio išėjimas yra 1 arba +5 voltai. Kai keitiklio vartų įvestis yra 1 arba +5 voltai, NPN tranzistorius yra uždarytas ir išėjimas (Q) yra 0 arba 0 voltų, o bet kokia teigiama srovė eina į žemę per tranzistorių.

Kai Xnor vartų įvestis (A) yra 1 arba +5 voltai, A įvesties NPN tranzistorius uždarytas ir PNP tranzistorius atidarytas. Esant įėjimui, (B) Xnor vartai yra 0 arba 0 voltų, PNP tranzistorius B įėjime yra uždarytas, o NPN tranzistorius yra atidarytas, 0 arba 0 voltų keitiklio įėjimui. Kai keitiklio vartų įvestis yra 0 arba 0 voltų, NPN tranzistorius yra atidarytas ir išėjimas (Q) yra 1 arba +5 voltai, o bet kokia teigiama srovė išeina išėjimo (Q).

Kai Xnor vartų įvestis (A) yra 0 arba 0 voltų, A įvesties NPN tranzistorius yra atidarytas ir PNP tranzistorius uždarytas. Esant įėjimui, (B) Xnor vartai yra 1 arba +5 voltai, PNP tranzistorius B įėjime yra atidarytas, o NPN tranzistorius uždarytas, 0 arba 0 voltų keitiklio įėjimui. Kai keitiklio vartų įvestis yra 0 arba 0 voltų, NPN tranzistorius yra atidarytas ir išėjimas (Q) yra 1 arba +5 voltai, o bet kokia teigiama srovė išeina išėjimo (Q).

Kai Xnor vartų įėjimai (A ir B) yra 1 arba +5 voltai, abu NPN tranzistoriai yra uždaryti ir abu PNP tranzistoriai yra atviri Kai antrųjų keitiklio vartų įvestis yra 1 arba +5 voltai, NPN tranzistorius yra uždarytas, o išėjimas (Q) yra 0 arba 0 voltų, o bet kokia teigiama srovė eina į žemę per tranzistorių.

Antroji vieta elektronikos patarimų ir gudrybių iššūkyje