Πύλες διπλού λογικού τρανζίστορ: 10 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Κατασκευάζω πύλες τρανζίστορ λίγο διαφορετικές από τους περισσότερους μηχανικούς ηλεκτρονικών. Οι περισσότεροι άνθρωποι όταν κατασκευάζουν πύλες τρανζίστορ. χτίστε τα με γνώμονα μόνο τη θετική λογική, ωστόσο οι πύλες στα IC έχουν δύο λογικές, τη θετική και την αρνητική λογική. Και χτίζω τις πύλες των τρανζίστορ μου με θετική και αρνητική λογική.

Αν και υπάρχουν οκτώ πύλες. Buffer, Inverter or Not, And, Nand, Or, Nor, Xor και Xnor, είναι κατασκευασμένα από τρία κυκλώματα πύλης. Και όταν χτίζετε διπλές λογικές πύλες, τα τρία κυκλώματα που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή μιας πύλης είναι Inverter or Not, Nand και Nor, οι υπόλοιπες πύλες κατασκευάζονται από δύο ή περισσότερες από αυτές τις τρεις πύλες.

Γιατί να χτίσουμε πύλες τρανζίστορ; Λοιπόν, εδώ είναι πέντε λόγοι για να φτιάξετε τις δικές σας πύλες.

1. Δεν έχετε την πύλη που χρειάζεστε.

2. Θέλετε μια πύλη που μεταφέρει περισσότερη ισχύ από ένα τυπικό IC πύλης.

3. Θέλετε μόνο μία πύλη και μισείτε να σπαταλάτε τις υπόλοιπες πύλες στο IC.

4. Κόστος, ένας μετατροπέας τρανζίστορ είναι μικρότερος από $ 0,25 και ένα εξάγωνο IC Inverter είναι $ 1,00 και άνω.

5. Θέλετε να καταλάβετε καλύτερα τις πύλες.

Βήμα 1: Εργαλεία και ανταλλακτικά

Οι πύλες σε αυτό το Instructable είναι πύλες ¼ watt, εάν θέλετε να χτίσετε πύλες με υψηλότερη ισχύ, θα χρειαστείτε εξαρτήματα heaver wattage.

Jumper Wires

Breadboard

Παροχή ηλεκτρικού ρεύματος

1 x SN74LS04 IC

2 x Διακόπτες

2 x LED 1 κόκκινο 1 πράσινο

2 αντιστάσεις 8 x 820 Ω ¼ w

2 αντιστάσεις 1 x 1 kΩ ¼ w

3 x 10 kΩ ¼ w αντιστάσεις

3 x τρανζίστορ NPN γενικής χρήσης, χρησιμοποίησα 2N3904.

2 x τρανζίστορ PNP γενικής χρήσης, χρησιμοποίησα το 2N3906.

Βήμα 2: Διπλή λογική

Όταν κοιτάζετε τον πίνακα αλήθειας μιας πύλης. όπως μια είσοδος ή πύλη δύο, θα έχετε έναν πίνακα αλήθειας που μοιάζει με αυτόν. Αυτός είναι ένας θετικός πίνακας αλήθειας για μια πύλη Or. Κάτω από τα Α και Β είναι οι είσοδοι στην πύλη και το Q είναι η έξοδος. 1 αντιπροσωπεύει λογική τιμή 1 ή + 5 βολτ και 0 αντιπροσωπεύει μια λογική τιμή 0 ή 0 βολτ. Έτσι, όταν οι περισσότεροι άνθρωποι χτίζουν μια πύλη από τρανζίστορ, της χτίζουν λογική τιμή 1 ή + 5 βολτ και λογική τιμή 0 ή καθόλου βολτ. Αλλά αυτό δεν συμβαίνει με την έξοδο μιας πύλης, σε ένα IC.

Όταν η έξοδος μιας πύλης μεταβαίνει από τη λογική τιμή 1 στη λογική τιμή 0, η έξοδος αυτής της πύλης πηγαίνει από + 5 βολτ με το ρεύμα να ρέει από την έξοδο σε 0 βολτ με το ρεύμα να ρέει στην έξοδο της πύλης. Το ρεύμα αντιστρέφει την κατεύθυνση. Όταν χρησιμοποιείτε την αντίστροφη ροή ρεύματος, αυτό ονομάζεται αρνητική λογική όπου 0 βολτ είναι - 1 λογική τιμή και + 5 βολτ είναι - 0 λογική τιμή.

Είναι πιο εύκολο να δείτε τι κάνει αυτό όταν συνδέετε την έξοδο οποιασδήποτε πύλης. στη βάση ενός τρανζίστορ NPN και ενός τρανζίστορ PNP, σε σειρά με LED. Ενώ η έξοδος της πύλης είναι λογική τιμή 1, (5 Volts), το τρανζίστορ NPN είναι κλειστό και η λυχνία LED σε σειρά με το τρανζίστορ NPN ανάβει. Όταν η έξοδος πύλης μεταβεί από τη λογική τιμή 1 στη λογική τιμή 0, (5 βολτ έως 0 βολτ), το ρεύμα αντιστρέφει την κατεύθυνση και το τρανζίστορ NPN ανοίγει καθώς κλείνει το τρανζίστορ PNP. Αυτό απενεργοποιεί τη σειρά LED με το τρανζίστορ NPN και ανάβει τη λυχνία LED σε σειρά με το τρανζίστορ PNP.

Οι πύλες των τρανζίστορ μου έχουν την ίδια διπλή λογική με τις πύλες στα IC. Ενώ η έξοδος της πύλης είναι λογική τιμή 1, (5 Volts), το τρανζίστορ NPN είναι κλειστό και η λυχνία LED σε σειρά με το τρανζίστορ NPN ανάβει. Όταν η έξοδος πύλης μεταβεί από τη λογική τιμή 1 στη λογική τιμή 0, (5 βολτ έως 0 βολτ), το ρεύμα αντιστρέφει την κατεύθυνση και το τρανζίστορ NPN ανοίγει καθώς κλείνει το τρανζίστορ PNP. Αυτό απενεργοποιεί τη σειρά LED με το τρανζίστορ NPN και ανάβει τη λυχνία LED σε σειρά με το τρανζίστορ PNP.

Βήμα 3: Not ή Inverter Gate

Η πύλη Not ή Inverter είναι η πρώτη από τις 3 πύλες που απαιτούνται για την κατασκευή των άλλων 5 θυρών.

Όταν η είσοδος, (Α) της πύλης Inverter είναι 0 ή 0 βολτ το τρανζίστορ NPN είναι ανοιχτό και η έξοδος, (Q) είναι 1 ή +5 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα εξέρχεται από την έξοδο (Q).

Όταν η είσοδος, (Α) της πύλης Inverter είναι 1 ή +5 βολτ, το τρανζίστορ NPN είναι κλειστό και η έξοδος, (Q) είναι 0 ή 0 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα πηγαίνει στη γείωση μέσω του τρανζίστορ.

Βήμα 4: Nand Gate

Η πύλη Nand είναι η δεύτερη από τις τρεις πύλες που χρειάζονται για να φτιάξουν τις άλλες 5 πύλες.

Όταν οι είσοδοι, (Α και Β) της πύλης Nand είναι 0 ή 0 βολτ και τα δύο τρανζίστορ NPN είναι ανοιχτά και η έξοδος, (Q) είναι 1 ή +5 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα εξέρχεται από την έξοδο (Q) Το

Όταν η είσοδος, (Α) της πύλης Nand είναι 1 ή +5 βολτ, το τρανζίστορ NPN στην είσοδο Α είναι κλειστό. Και όταν η είσοδος, (Β) της πύλης Nand είναι 0 ή 0 βολτ το τρανζίστορ NPN στην είσοδο Β είναι ανοιχτό και η έξοδος, (Q) είναι 1 ή +5 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα εξέρχεται από την έξοδο (Q) Το

Όταν η είσοδος, (Α) της πύλης Nand είναι 0 ή 0 βολτ, το τρανζίστορ NPN στην είσοδο Α είναι ανοιχτό. Και όταν η είσοδος, (Β) της πύλης Nand είναι 1 ή +5 βολτ το τρανζίστορ NPN στην είσοδο Β είναι κλειστό και η έξοδος, (Q) είναι 1 ή +5 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα εξέρχεται από την έξοδο (Q).

Όταν οι είσοδοι, (Α και Β) της πύλης Nand είναι 1 ή +5 βολτ, και τα δύο τρανζίστορ NPN είναι κλειστά και η έξοδος, (Q) είναι 0 ή 0 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα πηγαίνει στη γείωση μέσω των τρανζίστορ.

Βήμα 5: Nor Gate

Η πύλη Nor είναι η τρίτη από τις τρεις πύλες που χρειάζονται για να φτιαχτούν οι άλλες 5 πύλες.

Όταν οι είσοδοι, (Α και Β) της πύλης Nor είναι 0 ή 0 βολτ και τα δύο τρανζίστορ NPN είναι ανοιχτά και η έξοδος, (Q) είναι 1 ή +5 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα εξέρχεται από την έξοδο (Q) Το

Όταν η είσοδος, (Α) της πύλης Nor είναι 1 ή +5 βολτ, το τρανζίστορ NPN στην είσοδο Α είναι κλειστό. Και όταν η είσοδος, (Β) της πύλης Nor είναι 0 ή 0 βολτ το τρανζίστορ NPN στην είσοδο Β είναι ανοιχτό και η έξοδος, (Q) είναι 0 ή 0 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα πηγαίνει στη γείωση μέσω του τρανζίστορ στην είσοδο Α Το

Όταν η είσοδος, (Α) της πύλης Nor είναι 0 ή 0 βολτ, το τρανζίστορ NPN στην είσοδο Α είναι ανοιχτό. Και όταν η είσοδος, (Β) της πύλης Nor είναι 1 ή +5 βολτ, το τρανζίστορ NPN στην είσοδο Β είναι κλειστό και η έξοδος, (Q) είναι 0 ή 0 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα πηγαίνει στη γείωση μέσω του τρανζίστορ στο Β εισαγωγή.

Όταν οι είσοδοι, (Α και Β) της πύλης Nor είναι 1 ή +5 βολτ, και τα δύο τρανζίστορ NPN είναι κλειστά και η έξοδος, (Q) είναι 0 ή 0 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα πηγαίνει στη γείωση και από τα δύο τρανζίστορ.

Βήμα 6: Ρυθμιστικό

Ένα Buffer χρησιμοποιεί δύο ίδιες πύλες. δύο πύλες Not ή Inverter σε σειρά.

Όταν η είσοδος, (Α) της πρώτης πύλης Inverter είναι 0 ή 0 βολτ, το τρανζίστορ NPN είναι ανοιχτό και η έξοδος, είναι 1 ή +5 βολτ στην είσοδο του δεύτερου μετατροπέα. Όταν η είσοδος της δεύτερης πύλης Inverter είναι 1 ή +5 βολτ, το τρανζίστορ NPN κλείνει και η έξοδος, (Q) είναι 0 ή 0 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα πηγαίνει στη γείωση μέσω του τρανζίστορ.

Όταν η είσοδος, (Α) της πρώτης πύλης Inverter είναι 1 ή +5 βολτ, το τρανζίστορ NPN είναι κλειστό και η έξοδος, είναι 0 ή 0 βολτ στην είσοδο του δεύτερου μετατροπέα. Όταν η είσοδος της δεύτερης πύλης Inverter είναι 0 ή 0 βολτ, το τρανζίστορ NPN είναι ανοιχτό και η έξοδος, (Q) είναι 1 ή +5 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα εξέρχεται από την έξοδο (Q).

Βήμα 7: Και η Πύλη

Η πύλη And είναι μια πύλη Nand και μια πύλη Not ή Inverter σε σειρά.

Οι είσοδοι είναι ίδιες με την πύλη Nand, ωστόσο η έξοδος αντιστρέφεται από την πύλη Not ή Inverter.

Όταν οι είσοδοι, (Α και Β) της πύλης And είναι 0 ή 0 βολτ και τα δύο τρανζίστορ NPN είναι ανοιχτά, η έξοδος της πρώτης πύλης είναι 1 ή +5 βολτ. Όταν η είσοδος της πύλης Inverter είναι 1 ή +5 βολτ, το τρανζίστορ NPN κλείνει και η έξοδος, (Q) είναι 0 ή 0 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα πηγαίνει στη γείωση μέσω του τρανζίστορ.

Όταν η είσοδος, (Α) της πύλης And είναι 1 ή +5 βολτ, το τρανζίστορ NPN στην είσοδο Α είναι κλειστό. Και όταν η είσοδος, (Β) της πύλης And είναι 0 ή 0 βολτ το τρανζίστορ NPN στην είσοδο Β είναι ανοιχτό, η έξοδος της πρώτης πύλης είναι 1 ή +5 βολτ. Όταν η είσοδος της πύλης Inverter είναι 1 ή +5 βολτ, το τρανζίστορ NPN κλείνει και η έξοδος, (Q) είναι 0 ή 0 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα πηγαίνει στη γείωση μέσω του τρανζίστορ.

Όταν η είσοδος, (A) της πύλης And είναι 0 ή 0 βολτ, το τρανζίστορ NPN στην είσοδο Α είναι ανοιχτό. Και όταν η είσοδος, (Β) της πύλης And είναι 1 ή +5 βολτ το τρανζίστορ NPN στην είσοδο Β είναι κλειστό, η έξοδος της πρώτης πύλης είναι 1 ή +5 βολτ. Όταν η είσοδος της πύλης Inverter είναι 1 ή +5 βολτ, το τρανζίστορ NPN κλείνει και η έξοδος, (Q) είναι 0 ή 0 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα πηγαίνει στη γείωση μέσω του τρανζίστορ.

Όταν οι είσοδοι, (Α και Β) της πύλης Nand είναι 1 ή +5 βολτ, και τα δύο τρανζίστορ NPN είναι κλειστά και η έξοδος της πρώτης πύλης είναι 0 ή 0 βολτ. Όταν η είσοδος της πύλης Inverter είναι 0 ή 0 βολτ, το τρανζίστορ NPN είναι ανοιχτό και η έξοδος, (Q) είναι 1 ή +5 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα εξέρχεται από την έξοδο (Q).

Βήμα 8: Πύλη

Η πύλη Or είναι μια πύλη Nor και μια πύλη Not ή Inverter σε σειρά.

Οι είσοδοι είναι ίδιες με την πύλη Nor, ωστόσο η έξοδος αντιστρέφεται από την πύλη Not ή Inverter.

Όταν οι είσοδοι, (Α και Β) της πύλης Or είναι 0 ή 0 βολτ και τα δύο τρανζίστορ NPN είναι ανοιχτά, η έξοδος της πρώτης πύλης είναι 1 ή +5 βολτ. Όταν η είσοδος της πύλης Inverter είναι 1 ή +5 βολτ, το τρανζίστορ NPN κλείνει και η έξοδος, (Q) είναι 0 ή 0 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα πηγαίνει στη γείωση μέσω του τρανζίστορ.

Όταν η είσοδος, (Α) της πύλης Or είναι 1 ή +5 βολτ, το τρανζίστορ NPN στην είσοδο Α είναι κλειστό. Και όταν η είσοδος, (Β) της πύλης Nor είναι 0 ή 0 βολτ, το τρανζίστορ NPN στην είσοδο Β είναι ανοιχτό και η έξοδος της πρώτης πύλης είναι 0 ή 0 βολτ. Όταν η είσοδος της πύλης Inverter είναι 0 ή 0 βολτ, το τρανζίστορ NPN είναι ανοιχτό και η έξοδος, (Q) είναι 1 ή +5 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα εξέρχεται από την έξοδο (Q).

Όταν η είσοδος, (Α) της πύλης Or είναι 0 ή 0 βολτ, το τρανζίστορ NPN στην είσοδο Α είναι ανοιχτό. Και όταν η είσοδος, (Β) της πύλης Nor είναι 1 ή +5 βολτ, το τρανζίστορ NPN στην είσοδο Β είναι κλειστό και η έξοδος της πρώτης πύλης είναι 0 ή 0 βολτ. Όταν η είσοδος της πύλης Inverter είναι 0 ή 0 βολτ, το τρανζίστορ NPN είναι ανοιχτό και η έξοδος, (Q) είναι 1 ή +5 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα εξέρχεται από την έξοδο (Q).

Όταν οι είσοδοι, (Α και Β) της πύλης Or είναι 1 ή +5 βολτ, και τα δύο τρανζίστορ NPN είναι κλειστά και η έξοδος της πρώτης πύλης είναι 0 ή 0 βολτ. Όταν η είσοδος της πύλης Inverter είναι 0 ή 0 βολτ, το τρανζίστορ NPN είναι ανοιχτό και η έξοδος, (Q) είναι 1 ή +5 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα εξέρχεται από την έξοδο (Q).

Βήμα 9: Αποκλειστική Nor Gate (Xnor)

Η πύλη Exclusive Nor διαμορφώνεται ως δύο πύλες Nand που συνδέονται παράλληλα ως πύλη Nor με τα δύο κορυφαία τρανζίστορ PNP τρανζίστορ.

Όταν οι είσοδοι, (Α και Β) της πύλης Xnor είναι 0 ή 0 βολτ και τα δύο τρανζίστορ NPN είναι ανοιχτά και τα δύο τρανζίστορ PNP είναι κλειστά. Η έξοδος, (Q) είναι 1 ή +5 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα εξέρχεται από την έξοδο (Q).

Όταν η είσοδος, (Α) της πύλης Xnor είναι 1 ή +5 βολτ, το τρανζίστορ NPN στην είσοδο Α είναι κλειστό και το τρανζίστορ PNP είναι ανοιχτό. Με την είσοδο, (Β) της πύλης Xnor είναι 0 ή 0 βολτ το τρανζίστορ PNP στην είσοδο Β είναι κλειστό και το τρανζίστορ NPN είναι ανοιχτό. Η έξοδος, (Q) είναι 0 ή 0 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα πηγαίνει στη γείωση μέσω των κλειστών τρανζίστορ.

Όταν η είσοδος, (Α) της πύλης Xnor είναι 0 ή 0 βολτ, το τρανζίστορ NPN στην είσοδο Α είναι ανοιχτό και το τρανζίστορ PNP είναι κλειστό. Με την είσοδο, (Β) της πύλης Xnor είναι 1 ή +5 βολτ το τρανζίστορ PNP στην είσοδο Β είναι ανοιχτό και το τρανζίστορ NPN είναι κλειστό. Η έξοδος, (Q) είναι 0 ή 0 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα πηγαίνει στη γείωση μέσω των κλειστών τρανζίστορ.

Όταν οι είσοδοι, (Α και Β) της πύλης Xnor είναι 1 ή +5 βολτ, και τα δύο τρανζίστορ NPN είναι κλειστά και τα δύο τρανζίστορ PNP είναι ανοιχτά. Η έξοδος, (Q) είναι 1 ή +5 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα εξέρχεται από την έξοδο (Q).

Βήμα 10: Αποκλειστικό ή Πύλη (Xor)

The Exclusive Or gate? χρησιμοποιεί και τις τρεις βασικές πύλες, έχει διαμορφωθεί ως δύο πύλες Nand που συνδέονται παράλληλα ως πύλη Nor με τα δύο κορυφαία τρανζίστορ PNP τρανζίστορ και μια πύλη Not ή Inverter σε σειρά.

Οι είσοδοι της πύλης Xor είναι ίδιες με της πύλης Xnor, ωστόσο η έξοδος αντιστρέφεται από την πύλη Not ή Inverter.

Όταν οι είσοδοι, (Α και Β) της πύλης Xnor είναι 0 ή 0 βολτ και τα δύο τρανζίστορ NPN είναι ανοιχτά και τα δύο τρανζίστορ PNP είναι κλειστά και η έξοδος του πρώτου συνόλου πύλων είναι 1 ή +5 βολτ. Όταν η είσοδος της πύλης Inverter είναι 1 ή +5 βολτ, το τρανζίστορ NPN κλείνει και η έξοδος, (Q) είναι 0 ή 0 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα πηγαίνει στη γείωση μέσω του τρανζίστορ.

Όταν η είσοδος, (Α) της πύλης Xnor είναι 1 ή +5 βολτ, το τρανζίστορ NPN στην είσοδο Α είναι κλειστό και το τρανζίστορ PNP είναι ανοιχτό. Με την είσοδο, (Β) της πύλης Xnor είναι 0 ή 0 βολτ το τρανζίστορ PNP στην είσοδο Β είναι κλειστό και το τρανζίστορ NPN είναι ανοιχτό, 0 ή 0 βολτ στην είσοδο του μετατροπέα. Όταν η είσοδος της πύλης Inverter είναι 0 ή 0 βολτ, το τρανζίστορ NPN είναι ανοιχτό και η έξοδος, (Q) είναι 1 ή +5 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα εξέρχεται από την έξοδο (Q).

Όταν η είσοδος, (Α) της πύλης Xnor είναι 0 ή 0 βολτ, το τρανζίστορ NPN στην είσοδο Α είναι ανοιχτό και το τρανζίστορ PNP είναι κλειστό. Με την είσοδο, (Β) της πύλης Xnor είναι 1 ή +5 βολτ το τρανζίστορ PNP στην είσοδο Β είναι ανοιχτό και το τρανζίστορ NPN είναι κλειστό, 0 ή 0 βολτ στην είσοδο του μετατροπέα. Όταν η είσοδος της πύλης Inverter είναι 0 ή 0 βολτ, το τρανζίστορ NPN είναι ανοιχτό και η έξοδος, (Q) είναι 1 ή +5 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα εξέρχεται από την έξοδο (Q).

Όταν οι είσοδοι, (Α και Β) της πύλης Xnor είναι 1 ή +5 βολτ, και τα δύο τρανζίστορ NPN είναι κλειστά και αμφότερα τα τρανζίστορ PNP είναι ανοιχτά Όταν η είσοδος της δεύτερης πύλης Inverter είναι 1 ή +5 βολτ το NPN το τρανζίστορ είναι κλειστό και η έξοδος, (Q) είναι 0 ή 0 βολτ και κάθε θετικό ρεύμα πηγαίνει στη γείωση μέσω του τρανζίστορ.

Δεύτερο στην πρόκληση Συμβουλές και κόλπα για την ηλεκτρονική