Porți cu tranzistor cu logică duală: 10 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Construiesc porți de tranzistoare puțin diferite de cele ale altor ingineri electronici. Majoritatea oamenilor când construiesc porți de tranzistor; construiți-le având în vedere doar logica pozitivă, totuși porțile din IC au două logici, logica pozitivă și logica negativă. Și îmi construiesc porțile tranzistorului cu logică pozitivă și negativă.

Deși există opt porți; Buffer, Inverter or Not, And, Nand, Or, Nor, Xor și Xnor, sunt realizate din trei circuite de poartă. Și când construiți porți logice duale, cele trei circuite utilizate pentru a construi o poartă sunt Inverter sau Not, Nand și Nor, restul porților sunt realizate din două sau mai multe dintre aceste trei porți.

De ce să construim porți de tranzistor? Ei bine, iată cinci motive pentru a-ți construi propriile porți.

1. Nu ai poarta de care ai nevoie.

2. Doriți o poartă care să poarte mai multă putere decât o poartă IC standard.

3. Vrei o singură poartă și urăști să pierzi restul porților de pe IC.

4. Costul, un invertor cu un tranzistor este mai mic de 0,25 USD, iar un CI inversor hex este de 1,00 USD și mai mult.

5. Vrei să înțelegi mai bine porțile.

Pasul 1: Instrumente și piese

Porțile din acest instructabil sunt porți de ¼ watt dacă doriți să construiți porți cu o putere mai mare, veți avea nevoie de componente de putere mai mare.

Sârme jumper

Pană de pâine

Alimentare electrică

1 x SN74LS04 IC

2 x comutatoare

2 x LED-uri 1 roșu 1 verde

2 rezistențe de 820 Ω ¼ w

2 x 1 kΩ ¼ w rezistențe

3 x 10 kΩ ¼ w rezistențe

3 x tranzistori de uz general NPN, am folosit 2N3904.

2 x tranzistoare de uz general PNP, am folosit 2N3906.

Pasul 2: Dual Logic

Când privești tabelul adevărului unei porți; cum ar fi o poartă sau două intrări, veți obține un tabel de adevăr care arată astfel. Acesta este un tabel de adevăr pozitiv pentru o poartă Sau. Sub A și B sunt intrările la poartă și Q este ieșirea. 1 reprezintă o valoare logică de 1 sau + 5 volți și 0 reprezintă o valoare logică de 0 sau 0 volți. Deci, atunci când majoritatea oamenilor construiesc o poartă din tranzistoare, ei construiesc o valoare logică de 1 sau + 5 volți și o valoare logică de 0 sau niciun volt. Dar nu asta se întâmplă cu ieșirea unei porți, într-un IC.

Când ieșirea unei porți trece de la valoarea logică 1 la valoarea logică 0 ieșirea porții respective trece de la + 5 volți cu curentul care iese din ieșire la 0 volți cu curentul care curge în ieșirea porții. Curentul inversează direcția. Când utilizați fluxul de curent inversat aceasta se numește logică negativă unde 0 volți este - 1 valoare logică și + 5 volți este - 0 valoare logică.

Este cel mai ușor să vedeți ce face acest lucru atunci când conectați ieșirea oricărei porți; la baza unui tranzistor NPN și a unui tranzistor PNP, în serie cu un LED. În timp ce ieșirea porții este valoarea logică 1, (5 volți), tranzistorul NPN este închis și LED-ul în serie cu tranzistorul NPN se aprinde. Când ieșirea porții trece de la valoarea logică 1 la valoarea logică 0, (5 volți la 0 volți), curentul inversează direcția și tranzistorul NPN se deschide pe măsură ce tranzistorul PNP se închide. Aceasta oprește LED-ul în serie cu tranzistorul NPN și aprinde LED-ul în serie cu tranzistorul PNP.

Porțile tranzistorului meu au aceeași logică duală ca porțile din circuite integrate. În timp ce ieșirea porții este valoarea logică 1, (5 volți), tranzistorul NPN este închis și LED-ul în serie cu tranzistorul NPN se aprinde. Când ieșirea porții trece de la valoarea logică 1 la valoarea logică 0, (5 volți la 0 volți), curentul inversează direcția și tranzistorul NPN se deschide pe măsură ce tranzistorul PNP se închide. Aceasta oprește LED-ul în serie cu tranzistorul NPN și aprinde LED-ul în serie cu tranzistorul PNP.

Pasul 3: Nu sau Inverter Gate

Nu sau poarta invertor este prima dintre cele 3 porți necesare pentru a face celelalte 5 porți.

Când intrarea, (A) a porții invertorului este 0 sau 0 volți, tranzistorul NPN este deschis și ieșirea, (Q) este 1 sau +5 volți și orice curent pozitiv iese din ieșire (Q).

Când intrarea, (A) a porții invertorului este de 1 sau +5 volți, tranzistorul NPN este închis și ieșirea, (Q) este de 0 sau 0 volți și orice curent pozitiv merge la sol prin tranzistor.

Pasul 4: Poarta Nand

Poarta Nand este a doua dintre cele trei porți necesare pentru a face celelalte 5 porți.

Când intrările, (A și B) ale porții Nand sunt 0 sau 0 volți, ambele tranzistoare NPN sunt deschise și ieșirea, (Q) este 1 sau +5 volți și orice curent pozitiv iese din ieșire (Q).

Când intrarea, (A) a porții Nand este de 1 sau +5 volți, tranzistorul NPN de pe intrarea A este închis. Și când intrarea, (B) a porții Nand este 0 sau 0 volți, tranzistorul NPN de pe intrarea B este deschis și ieșirea, (Q) este 1 sau +5 volți și orice curent pozitiv iese din ieșire (Q).

Când intrarea, (A) a porții Nand este 0 sau 0 volți, tranzistorul NPN de pe intrarea A este deschis. Și când intrarea, (B) a porții Nand este de 1 sau +5 volți, tranzistorul NPN de pe intrarea B este închis și ieșirea, (Q) este de 1 sau +5 volți și orice curent pozitiv iese din ieșire (Q).

Când intrările, (A și B) ale porții Nand sunt de 1 sau +5 volți, ambele tranzistoare NPN sunt închise și ieșirea, (Q) este de 0 sau 0 volți și orice curent pozitiv ajunge la sol prin tranzistoare.

Pasul 5: Nici Poarta

Poarta Nor este a treia dintre cele trei porți necesare pentru a face celelalte 5 porți.

Când intrările, (A și B) ale porții Nor sunt 0 sau 0 volți, ambele tranzistoare NPN sunt deschise și ieșirea, (Q) este 1 sau +5 volți și orice curent pozitiv iese din ieșire (Q).

Când intrarea, (A) a porții Nor este de 1 sau +5 volți, tranzistorul NPN de pe intrarea A este închis. Și când intrarea, (B) a porții Nor este 0 sau 0 volți, tranzistorul NPN de pe intrarea B este deschis și ieșirea, (Q) este 0 sau 0 volți și orice curent pozitiv merge la sol prin tranzistorul de pe intrarea A.

Când intrarea, (A) a porții Nor este 0 sau 0 volți, tranzistorul NPN de pe intrarea A este deschis. Și când intrarea, (B) a porții Nor este de 1 sau +5 volți, tranzistorul NPN de pe intrarea B este închis și ieșirea, (Q) este de 0 sau 0 volți și orice curent pozitiv ajunge la sol prin tranzistorul de pe B intrare.

Când intrările, (A și B) ale porții Nor sunt de 1 sau +5 volți, ambele tranzistoare NPN sunt închise și ieșirea, (Q) este de 0 sau 0 volți și orice curent pozitiv merge la sol prin ambele tranzistoare.

Pasul 6: tampon

Un tampon folosește două dintre aceleași porți; două porți Not sau Inverter în serie.

Când intrarea, (A) a primei porți invertor este de 0 sau 0 volți, tranzistorul NPN este deschis și ieșirea este de 1 sau +5 volți la intrarea celui de-al doilea invertor. Când intrarea celei de-a doua porți a invertorului este de 1 sau +5 volți, tranzistorul NPN este închis și ieșirea, (Q) este de 0 sau 0 volți și orice curent pozitiv merge la sol prin tranzistor.

Când intrarea, (A) a primei porți invertor este de 1 sau +5 volți, tranzistorul NPN este închis, iar ieșirea este de 0 sau 0 volți la intrarea celui de-al doilea invertor. Când intrarea celei de-a doua porți a invertorului este de 0 sau 0 volți, tranzistorul NPN este deschis și ieșirea, (Q) este de 1 sau +5 volți și orice curent pozitiv iese la ieșire (Q).

Pasul 7: Și Poarta

Poarta And este o poartă Nand și o poartă Not sau Inverter în serie.

Intrările sunt aceleași cu poarta Nand, însă ieșirea este inversată de poarta Not sau Inverter.

Când intrările, (A și B) ale porții And sunt 0 sau 0 volți, ambele tranzistoare NPN sunt deschise, ieșirea primei porți este de 1 sau +5 volți. Când intrarea porții invertorului este de 1 sau +5 volți, tranzistorul NPN este închis și ieșirea, (Q) este de 0 sau 0 volți și orice curent pozitiv merge la sol prin tranzistor.

Când intrarea, (A) a porții And este de 1 sau +5 volți, tranzistorul NPN de pe intrarea A este închis. Și când intrarea, (B) a porții And este 0 sau 0 volți, tranzistorul NPN de pe intrarea B este deschis, ieșirea primei porți este de 1 sau +5 volți. Când intrarea porții invertorului este de 1 sau +5 volți, tranzistorul NPN este închis și ieșirea, (Q) este de 0 sau 0 volți și orice curent pozitiv ajunge la sol prin tranzistor.

Când intrarea, (A) a porții And este 0 sau 0 volți, tranzistorul NPN de pe intrarea A este deschis. Și când intrarea, (B) a porții And este de 1 sau +5 volți, tranzistorul NPN de pe intrarea B este închis, ieșirea primei porți este de 1 sau +5 volți. Când intrarea porții invertorului este de 1 sau +5 volți, tranzistorul NPN este închis și ieșirea, (Q) este de 0 sau 0 volți și orice curent pozitiv ajunge la sol prin tranzistor.

Când intrările, (A și B) ale porții Nand sunt de 1 sau +5 volți, ambele tranzistoare NPN sunt închise, iar ieșirea primei porți este de 0 sau 0 volți. Când intrarea porții invertorului este de 0 sau 0 volți, tranzistorul NPN este deschis și ieșirea, (Q) este de 1 sau +5 volți și orice curent pozitiv iese la ieșire (Q).

Pasul 8: Sau Poartă

Poarta Or este o poartă Nor și o poartă Not sau Inverter în serie.

Intrările sunt aceleași cu poarta Nor, însă ieșirea este inversată de poarta Not sau Inverter.

Când intrările, (A și B) ale porții Or sunt 0 sau 0 volți, ambele tranzistoare NPN sunt deschise, ieșirea primei porți este de 1 sau +5 volți. Când intrarea porții invertorului este de 1 sau +5 volți, tranzistorul NPN este închis și ieșirea, (Q) este de 0 sau 0 volți și orice curent pozitiv merge la sol prin tranzistor.

Când intrarea, (A) a porții Or este de 1 sau +5 volți, tranzistorul NPN de pe intrarea A este închis. Și când intrarea, (B) a porții Nor este 0 sau 0 volți, tranzistorul NPN de pe intrarea B este deschis și ieșirea primei porți este 0 sau 0 volți. Când intrarea porții invertorului este de 0 sau 0 volți, tranzistorul NPN este deschis și ieșirea, (Q) este de 1 sau +5 volți și orice curent pozitiv iese la ieșire (Q).

Când intrarea, (A) a porții Or este 0 sau 0 volți, tranzistorul NPN de pe intrarea A este deschis. Și când intrarea, (B) a porții Nor este de 1 sau +5 volți, tranzistorul NPN de pe intrarea B este închis și ieșirea primei porți este de 0 sau 0 volți. Când intrarea porții invertorului este de 0 sau 0 volți, tranzistorul NPN este deschis și ieșirea, (Q) este de 1 sau +5 volți și orice curent pozitiv iese la ieșire (Q).

Când intrările, (A și B) ale porții Or sunt de 1 sau +5 volți, ambele tranzistoare NPN sunt închise, iar ieșirea primei porți este de 0 sau 0 volți. Când intrarea porții invertorului este de 0 sau 0 volți, tranzistorul NPN este deschis și ieșirea, (Q) este de 1 sau +5 volți și orice curent pozitiv iese la ieșire (Q).

Pasul 9: Nor Gate exclusivist (Xnor)

Poarta exclusivă Nor este configurată ca două porți Nand conectate în paralel ca o poartă Nor cu cei doi tranzistori superiori tranzistori PNP.

Când intrările, (A și B) ale porții Xnor sunt 0 sau 0 volți, ambele tranzistoare NPN sunt deschise și ambele tranzistoare PNP sunt închise. Ieșirea, (Q) este de 1 sau +5 volți și orice curent pozitiv iese din ieșire (Q).

Când intrarea, (A) a porții Xnor este de 1 sau +5 volți, tranzistorul NPN de pe intrarea A este închis și tranzistorul PNP este deschis. Cu intrarea, (B) a porții Xnor este 0 sau 0 volți, tranzistorul PNP de pe intrarea B este închis și tranzistorul NPN este deschis. Ieșirea, (Q) este 0 sau 0 volți și orice curent pozitiv ajunge la sol prin tranzistoarele închise.

Când intrarea, (A) a porții Xnor este 0 sau 0 volți, tranzistorul NPN de pe intrarea A este deschis și tranzistorul PNP este închis. Cu intrarea, (B) a porții Xnor este de 1 sau +5 volți, tranzistorul PNP de pe intrarea B este deschis și tranzistorul NPN este închis. Ieșirea, (Q) este 0 sau 0 volți și orice curent pozitiv ajunge la sol prin tranzistoarele închise.

Când intrările, (A și B) ale porții Xnor sunt de 1 sau +5 volți, ambele tranzistoare NPN sunt închise și ambele tranzistoare PNP sunt deschise. Ieșirea, (Q) este de 1 sau +5 volți și orice curent pozitiv iese din ieșire (Q).

Pasul 10: Exclusiv sau Poartă (Xor)

Poarta exclusivă sau; folosește toate cele trei porți cheie, este configurat ca două porți Nand conectate în paralel ca o poartă Nor cu cei doi tranzistori superiori tranzistori PNP și o poartă Not sau Inverter în serie.

Intrările de poartă Xor sunt aceleași cu poarta Xnor, însă ieșirea este inversată de poarta Not sau Inverter.

Când intrările, (A și B) ale porții Xnor sunt 0 sau 0 volți, ambele tranzistoare NPN sunt deschise și ambele tranzistoare PNP sunt închise, iar ieșirea primului set de porți este de 1 sau +5 volți. Când intrarea porții invertorului este de 1 sau +5 volți, tranzistorul NPN este închis și ieșirea, (Q) este de 0 sau 0 volți și orice curent pozitiv ajunge la sol prin tranzistor.

Când intrarea, (A) a porții Xnor este de 1 sau +5 volți, tranzistorul NPN de pe intrarea A este închis și tranzistorul PNP este deschis. Cu intrarea, (B) a porții Xnor este de 0 sau 0 volți, tranzistorul PNP de pe intrarea B este închis, iar tranzistorul NPN este deschis, 0 sau 0 volți la intrarea invertorului. Când intrarea porții invertorului este de 0 sau 0 volți, tranzistorul NPN este deschis și ieșirea, (Q) este de 1 sau +5 volți și orice curent pozitiv iese la ieșire (Q).

Când intrarea, (A) a porții Xnor este 0 sau 0 volți, tranzistorul NPN de pe intrarea A este deschis și tranzistorul PNP este închis. Cu intrarea, (B) a porții Xnor este de 1 sau +5 volți, tranzistorul PNP de pe intrarea B este deschis și tranzistorul NPN este închis, 0 sau 0 volți la intrarea invertorului. Când intrarea porții invertorului este de 0 sau 0 volți, tranzistorul NPN este deschis și ieșirea, (Q) este de 1 sau +5 volți și orice curent pozitiv iese la ieșire (Q).

Când intrările, (A și B) ale porții Xnor sunt de 1 sau +5 volți, ambele tranzistoare NPN sunt închise și ambele tranzistoare PNP sunt deschise Când intrarea celei de-a doua porți invertor este de 1 sau +5 volți, NPN tranzistorul este închis și ieșirea, (Q) este 0 sau 0 volți și orice curent pozitiv ajunge la sol prin tranzistor.

Locul doi în provocările cu sfaturi și trucuri electronice