Қос логикалық транзисторлық қақпалар: 10 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Мен транзисторлық қақпаларды басқа электроника инженерлерінен біршама ерекшелендіремін. Көптеген адамдар транзисторлық қақпаларды салғанда; Оларды тек оң логиканы ескере отырып құрыңыз, бірақ IC -дегі қақпаларда екі логика бар: оң логика және теріс логика. Мен транзисторлық қақпаларды оң және теріс логикамен саламын.

Сегіз қақпа болса да; Буфер, инвертор немесе жоқ, және, Нанд, Немесе, Нор, Хор және Кнор, олар үш қақпалы схемадан жасалған. Сіз қос логикалық қақпалар құрған кезде, қақпаны құруға арналған үш схема инвертор немесе жоқ, Нанд және Нор болып табылады, қалған қақпалар осы үш қақпаның екі немесе одан да көпінен жасалған.

Неліктен транзисторлық қақпалар салу керек? Міне, өз қақпаңызды құрудың бес себебі.

1. Сізде қажет қақпа жоқ.

2. Сізге стандартты IC қақпасынан гөрі көбірек қуат алатын қақпа қажет.

3. Сіз тек бір қақпаны алғыңыз келеді, ал қалған қақпаларды IC -де ысырап етуді жек көресіз.

4. Құны, бір транзисторлы инвертор - 0,25 доллардан төмен, ал он алтылық инверторлық IC - 1,00 доллар және одан жоғары.

5. Сіз қақпаларды жақсы түсінгіңіз келеді.

1 -қадам: Құралдар мен бөлшектер

Бұл нұсқаулықтағы қақпалар ¼ ватт қақпалар болып табылады, егер сіз жоғары қуатты қақпалар жасағыңыз келсе, сізге жоғары ватт компоненттері қажет болады.

Jumper Wires

Нан тақтасы

Нәр беруші

1 x SN74LS04 IC

2 x қосқыштар

2 x жарық диоды 1 қызыл 1 жасыл

2 x 820 дюймдік резисторлар

2 x 1 кОм резисторлар

3 x 10 кОм резисторлар

3 x NPN жалпы мақсаттағы транзисторлар, мен 2N3904 қолдандым.

2 x PNP жалпы мақсаттағы транзисторлар, мен 2N3906 қолдандым.

2 -қадам: қос логика

Қақпаның ақиқат үстеліне қараған кезде; екі кіріс немесе қақпа сияқты сіз шындық кестесін аласыз. Бұл Or қақпасы үшін оң ақиқат кестесі. А және В астында қақпаға кірістер, ал Q - шығыс. 1 логикалық мәнді білдіреді 1 немесе + 5 вольт және 0 логикалық мәнді білдіреді 0 немесе 0 вольт. Көптеген адамдар транзисторлардан қақпа жасағанда, олар логикалық мәнді 1 немесе + 5 вольтке, логикалық мәнді 0 немесе вольтқа салмайды. Бірақ бұл IC -де қақпаның шығысымен болмайды.

Қақпаның шығысы 1 логикалық мәнінен 0 логикалық мәніне ауысқанда, бұл қақпаның шығысы + 5 вольттен, ток шығысы 0 вольтке дейін, қақпаның шығысына ағып кетеді. Ағым бағытын өзгертеді. Қайтарылған ток ағынын қолданған кезде бұл теріс логика деп аталады, онда 0 вольт - 1 логикалық мән және + 5 вольт - 0 логикалық мән.

Кез келген қақпаның шығысын қосқанда, бұл не істейтінін көру оңай; светодиоды бар NPN транзисторы мен PNP транзисторының негізіне. Қақпаның шығысы логикалық мәні 1 болса, (5 вольт), NPN транзисторы жабылады және NPN транзисторы бар жарықдиодты жарықтандырылады. Қақпа шығысы 1 логикалық мәнінен 0 логикалық мәніне 0 (5 вольттан 0 вольтке) ауысқанда, ток бағытты өзгертеді және PPN транзисторы жабылған кезде NPN транзисторы ашылады. Бұл жарықдиодты NPN транзисторымен тізбектей өшіреді және жарық диодты PNP транзисторымен тізбектей жанады.

Менің транзисторлық қақпаларым IC -дегі қақпалар сияқты екі жақты логикаға ие. Қақпаның шығысы логикалық мәні 1 болса, (5 вольт), NPN транзисторы жабылады және NPN транзисторы бар жарықдиодты жарықтандырылады. Қақпа шығысы 1 логикалық мәнінен 0 логикалық мәніне 0 (5 вольттан 0 вольтке) ауысқанда, ток бағытты өзгертеді және PPN транзисторы жабылған кезде NPN транзисторы ашылады. Бұл жарықдиодты NPN транзисторымен тізбектей өшіреді және жарық диодты PNP транзисторымен тізбектей жанады.

3 -қадам: жоқ немесе инверторлық қақпа

Қалған 5 қақпаны жасау үшін қажет 3 қақпаның біріншісі - инвертор емес.

Инвертор қақпасының кірісі (A) 0 немесе 0 вольт болғанда NPN транзисторы ашық және шығысы, (Q) 1 немесе +5 вольтты құрайды және кез келген оң ток шығудан шығады (Q).

Инвертор қақпасының кірісі (A) 1 немесе +5 вольт болғанда NPN транзисторы жабылады және шығысы, (Q) 0 немесе 0 вольтты құрайды және кез келген оң ток транзистор арқылы жерге түседі.

4 -қадам: Нанд Гейт

Нанд қақпасы - қалған 5 қақпаны жасау үшін қажет үш қақпаның екіншісі.

Nand қақпасының кірістері (A және B) 0 немесе 0 вольт болғанда, NPN транзисторларының екеуі де ашық және шығыс, (Q) 1 немесе +5 вольт болады және кез келген оң ток шығудан шығады (Q).

Nand қақпасының кірісі (A) 1 немесе +5 вольт болғанда, N кірісіндегі NPN транзисторы жабылады. Нанд қақпасының кірісі (В) 0 немесе 0 вольт болғанда, В кірісіндегі NPN транзисторы ашық және шығысы, (Q) 1 немесе +5 вольтты құрайды және кез келген оң ток шығудан шығады (Q).

Nand қақпасының кірісі (A) 0 немесе 0 вольт болғанда, N кірісіндегі NPN транзисторы ашық болады. Нанд қақпасының кірісі (В) 1 немесе +5 вольт болғанда, В кірісіндегі NPN транзисторы жабылады және шығыс, (Q) 1 немесе +5 вольт болады және кез келген оң ток шығудан шығады (Q).

Нанд қақпасының кірістері (A және B) 1 немесе +5 вольт болғанда, NPN транзисторларының екеуі де жабылады және шығысы, (Q) 0 немесе 0 вольт болады және кез келген оң ток транзисторлар арқылы жерге түседі.

5 -қадам: Нор Гейт

Нор қақпасы - қалған 5 қақпаны жасау үшін қажет үш қақпаның үшіншісі.

Нор қақпасының кірістері (A және B) 0 немесе 0 вольт болғанда, NPN транзисторларының екеуі де ашық және шығыс, (Q) 1 немесе +5 вольтты құрайды және кез келген оң ток шығудан шығады (Q).

Нор қақпасының (A) кірісі 1 немесе +5 вольт болғанда, N кірісіндегі NPN транзисторы жабылады. Ал Нор қақпасының кірісі (В) 0 немесе 0 вольт болғанда, В кірістегі NPN транзисторы ашық және шығысы, (Q) 0 немесе 0 вольтты құрайды және кез келген оң ток А кірісіндегі транзистор арқылы жерге түседі..

Нор қақпасының (A) кірісі 0 немесе 0 вольт болғанда, А кірісіндегі NPN транзисторы ашық болады. Ал Нор қақпасының кірісі (В) 1 немесе +5 вольт болғанда, В кірісіндегі NPN транзисторы жабылады және шығыс, (Q) 0 немесе 0 вольт, ал кез келген оң ток В жерге транзистор арқылы жерге түседі. енгізу.

Нор қақпасының кірістері (A және B) 1 немесе +5 вольт болғанда, NPN транзисторларының екеуі де жабылады және шығыс, (Q) 0 немесе 0 вольт болады және кез келген оң ток екеуі де жерге түседі транзисторлар.

6 -қадам: буфер

Буфер бір қақпаның екеуін қолданады; екі емес немесе инверторлы қақпа.

Бірінші инверторлық қақпаның кірісі (A) 0 немесе 0 вольт болғанда NPN транзисторы ашық, ал шығысы екінші инвертордың кірісіне 1 немесе +5 вольт құрайды. Екінші инверторлық қақпаның кірісі 1 немесе +5 вольт болғанда NPN транзисторы жабылады және шығысы, (Q) 0 немесе 0 вольтты құрайды және кез келген оң ток транзистор арқылы жерге түседі.

Бірінші инверторлық қақпаның кірісі (A) 1 немесе +5 вольт болғанда NPN транзисторы жабылады және шығысы екінші инвертордың кірісіне 0 немесе 0 вольт болады. Екінші инверторлық қақпаның кірісі 0 немесе 0 вольт болғанда NPN транзисторы ашық және шығысы, (Q) 1 немесе +5 вольтты құрайды және кез келген оң ток шығудан шығады (Q).

7 -қадам: Ал қақпа

And қақпасы - бұл Nand қақпасы және сериялық емес немесе инверторлық қақпа.

Кірістер Nand қақпасымен бірдей, бірақ шығыс Not немесе Inverter қақпасы арқылы кері қайтарылады.

And қақпасының кірістері (A және B) 0 немесе 0 вольт болғанда NPN транзисторларының екеуі де ашық, бірінші қақпаның шығысы 1 немесе +5 вольт. Инвертор қақпасының кірісі 1 немесе +5 вольт болғанда NPN транзисторы жабылады және шығысы, (Q) 0 немесе 0 вольтты құрайды және кез келген оң ток транзистор арқылы жерге түседі.

And қақпасының кірісі (A) 1 немесе +5 вольт болғанда, N кірісіндегі NPN транзисторы жабылады. And қақпасының (B) кірісі 0 немесе 0 вольт болғанда, B кірістегі NPN транзисторы ашық болғанда, бірінші қақпаның шығысы 1 немесе +5 вольт болады. Инвертор қақпасының кірісі 1 немесе +5 вольт болғанда NPN транзисторы жабылады және шығысы, (Q) 0 немесе 0 вольтты құрайды және кез келген оң ток транзистор арқылы жерге түседі.

And қақпасының (A) кірісі 0 немесе 0 вольт болғанда, A кірістегі NPN транзисторы ашық болады. And қақпасының (B) кірісі 1 немесе +5 вольт болғанда, В кірістегі NPN транзисторы жабылған кезде, бірінші қақпаның шығысы 1 немесе +5 вольт болады. Инвертор қақпасының кірісі 1 немесе +5 вольт болғанда NPN транзисторы жабылады және шығысы, (Q) 0 немесе 0 вольтты құрайды және кез келген оң ток транзистор арқылы жерге түседі.

Нанд қақпасының кірістері (A және B) 1 немесе +5 вольт болғанда, NPN транзисторларының екеуі де жабылады және бірінші қақпаның шығысы 0 немесе 0 вольт болады. Инвертор қақпасының кірісі 0 немесе 0 вольт болғанда NPN транзисторы ашық және шығысы, (Q) 1 немесе +5 вольтты құрайды және кез келген оң ток шығудан шығады (Q).

8 -қадам: Немесе қақпа

Ор қақпасы - бұл Nor қақпасы және сериялық емес немесе инверторлық қақпа.

Кірістер Nor қақпасымен бірдей, бірақ шығыс Not немесе Inverter қақпасы арқылы кері қайтарылады.

Ор қақпасының кірістері (A және B) 0 немесе 0 вольт болғанда, NPN транзисторларының екеуі де ашық, бірінші қақпаның шығысы 1 немесе +5 вольтты құрайды. Инвертор қақпасының кірісі 1 немесе +5 вольт болғанда NPN транзисторы жабылады және шығысы, (Q) 0 немесе 0 вольтты құрайды және кез келген оң ток транзистор арқылы жерге түседі.

Ор қақпасының (A) кірісі 1 немесе +5 вольт болғанда, А кірістегі NPN транзисторы жабылады. Нор қақпасының (B) кірісі 0 немесе 0 вольт болғанда, В кірістегі NPN транзисторы ашық және бірінші қақпаның шығысы 0 немесе 0 вольт болады. Инвертор қақпасының кірісі 0 немесе 0 вольт болғанда NPN транзисторы ашық және шығысы, (Q) 1 немесе +5 вольтты құрайды және кез келген оң ток шығудан шығады (Q).

Ор қақпасының кірісі (A) 0 немесе 0 вольт болғанда, A кірістегі NPN транзисторы ашық болады. Нор қақпасының кірісі (В) 1 немесе +5 вольт болғанда, В кірістегі NPN транзисторы жабылады және бірінші қақпаның шығысы 0 немесе 0 вольт болады. Инвертор қақпасының кірісі 0 немесе 0 вольт болғанда NPN транзисторы ашық және шығысы, (Q) 1 немесе +5 вольтты құрайды және кез келген оң ток шығудан шығады (Q).

Ор қақпасының кірістері (A және B) 1 немесе +5 вольт болғанда, NPN транзисторларының екеуі де жабылады және бірінші қақпаның шығысы 0 немесе 0 вольт болады. Инвертор қақпасының кірісі 0 немесе 0 вольт болғанда NPN транзисторы ашық және шығысы, (Q) 1 немесе +5 вольтты құрайды және кез келген оң ток шығудан шығады (Q).

9 -қадам: Эксклюзивті Нор қақпасы (Xnor)

Эксклюзивті Нор қақпасы екі жоғарғы транзисторлы PNP транзисторы бар Нор қақпасы ретінде параллель қосылған екі Нанд қақпасы ретінде конфигурацияланған.

Xnor қақпасының кірістері (A және B) 0 немесе 0 вольт болғанда NPN транзисторларының екеуі де ашық, ал екеуі де PNP транзисторлары жабық. Шығу, (Q) 1 немесе +5 вольт және кез келген оң ток шығудан шығады (Q).

Xnor қақпасының кірісі (A) 1 немесе +5 вольт болғанда, N кірісіндегі NPN транзисторы жабылады және PNP транзисторы ашық болады. Кіріспен Xnor қақпасының (B) мәні 0 немесе 0 вольтты құрайды, В кірісіндегі PNP транзисторы жабылады және NPN транзисторы ашық болады. Шығу, (Q) 0 немесе 0 вольт және кез келген оң ток жабық транзисторлар арқылы жерге түседі.

Xnor қақпасының кірісі (A) 0 немесе 0 вольт болғанда, N кірісіндегі NPN транзисторы ашық және PNP транзисторы жабылады. Кіріспен Xnor қақпасының (B) 1 немесе +5 вольтты құрайды, В кірістегі PNP транзисторы ашық және NPN транзисторы жабық. Шығу, (Q) 0 немесе 0 вольт және кез келген оң ток тұйық транзисторлар арқылы жерге түседі.

Xnor қақпасының кірістері (A және B) 1 немесе +5 вольт болғанда, NPN транзисторларының екеуі де жабылады және PNP транзисторларының екеуі де ашық болады. Шығу, (Q) 1 немесе +5 вольт және кез келген оң ток шығудан шығады (Q).

10 -қадам: Эксклюзивті немесе қақпа (Xor)

Эксклюзивті немесе қақпа; барлық үш негізгі қақпаны қолданады, ол екі Nand қақпасы ретінде екі жоғарғы транзисторлы PNP транзисторлары бар Nor қақпасы және қатар емес Not inverter қақпасы ретінде конфигурацияланған.

Xor қақпасының кірістері Xnor қақпасы сияқты, бірақ шығыс Not немесе Inverter қақпасы арқылы кері қайтарылады.

Xnor қақпасының кірулері (A және B) 0 немесе 0 вольт болғанда, NPN транзисторларының екеуі де ашық, PNP транзисторларының екеуі де жабық, ал қақпалардың бірінші жиынтығының шығысы 1 немесе +5 вольтты құрайды. Инвертор қақпасының кірісі 1 немесе +5 вольт болғанда NPN транзисторы жабылады және шығысы, (Q) 0 немесе 0 вольтты құрайды және кез келген оң ток транзистор арқылы жерге түседі.

Xnor қақпасының кірісі (A) 1 немесе +5 вольт болғанда, N кірісіндегі NPN транзисторы жабылады және PNP транзисторы ашық болады. Кіріспен Xnor қақпасының (B) мәні 0 немесе 0 вольтты құрайды, В кірістегі PNP транзисторы жабылады және NPN транзисторы ашық, инвертор кірісіне 0 немесе 0 вольт. Инвертор қақпасының кірісі 0 немесе 0 вольт болғанда NPN транзисторы ашық және шығысы, (Q) 1 немесе +5 вольтты құрайды және кез келген оң ток шығудан шығады (Q).

Xnor қақпасының кірісі (A) 0 немесе 0 вольт болғанда, N кірісіндегі NPN транзисторы ашық және PNP транзисторы жабылады. Кіріспен Xnor қақпасының (B) 1 немесе +5 вольтты құрайды, В кірістегі PNP транзисторы ашық және NPN транзисторы жабық, инвертор кірісіне 0 немесе 0 вольт. Инвертор қақпасының кірісі 0 немесе 0 вольт болғанда NPN транзисторы ашық және шығысы, (Q) 1 немесе +5 вольтты құрайды және кез келген оң ток шығудан шығады (Q).

Xnor қақпасының кірістері (A және B) 1 немесе +5 вольт болғанда, NPN транзисторларының екеуі де жабылады және PNP транзисторларының екеуі де ашық болады. Екінші инверторлық қақпаның кірісі NPN 1 немесе +5 вольт болғанда транзистор жабық және шығысы, (Q) 0 немесе 0 вольт және кез келген оң ток транзистор арқылы жерге түседі.

Электроника бойынша кеңестер мен трюктер байқауында екінші орын