Երկակի տրամաբանական տրանզիստորային դարպասներ. 10 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Ես տրանզիստորների դարպասներ եմ կառուցում մի փոքր այլ էլեկտրոնիկայի այլ ճարտարագետներից: Մարդկանց մեծ մասը, երբ կառուցում են տրանզիստորային դարպասներ. կառուցել դրանք միայն դրական տրամաբանությամբ, սակայն IC- ների դարպասներն ունեն երկու տրամաբանություն ՝ դրական և բացասական տրամաբանություն: Եվ ես կառուցում եմ իմ տրանզիստորային դարպասները դրական և բացասական տրամաբանությամբ:

Չնայած կան ութ դարպասներ. Բուֆեր, Inverter կամ Not, And, Nand, Or, Nor, Xor և Xnor, դրանք պատրաստված են երեք դարպասի սխեմաներից: Եվ երբ կառուցում եք երկակի տրամաբանական դարպասներ, դարպասի կառուցման համար օգտագործվող երեք սխեմաներն են ՝ Inverter կամ Not, Nand և Nor, մնացած դարպասները պատրաստված են այս երեք դարպասներից երկուսից կամ ավելիից:

Ինչու՞ կառուցել տրանզիստորային դարպասներ: Ահա հինգ պատճառ ՝ սեփական դարպասներ կառուցելու համար:

1. Դուք չունեք անհրաժեշտ դարպասը:

2. Դուք ցանկանում եք մի դարպաս, որը կրում է ավելի շատ հզորություն, քան սովորական դարպասի IC- ն:

3. Դուք ցանկանում եք միայն մեկ դարպաս և ատում եք մնացած դարպասները վատնել IC- ի վրա:

4. Արժեքը, մեկ տրանզիստոր Inverter- ը 0,25 դոլարից պակաս է, իսկ վեցանկյուն Inverter IC- ն ՝ 1,00 դոլար և ավելի:

5. Դուք ցանկանում եք ավելի լավ հասկանալ դարպասները:

Քայլ 1: Գործիքներ և մասեր

Այս Ուղեցույցի դարպասները ¼ վտ դարպասներ են, եթե ցանկանում եք ավելի մեծ հզորությամբ դարպասներ կառուցել, ձեզ հարկավոր են հզորության հզորության բաղադրիչներ:

Jumper լարերը

Breadboard

Էներգամատակարարում

1 x SN74LS04 IC

2 x Անջատիչներ

2 x LED լուսարձակներ 1 կարմիր 1 կանաչ

2 x 820 Ω ¼ w դիմադրիչներ

2 x 1 kΩ ¼ w դիմադրիչներ

3 x 10 kΩ ¼ w դիմադրիչներ

3 x NPN ընդհանուր նշանակության տրանզիստորներ, ես օգտագործել եմ 2N3904:

2 x PNP ընդհանուր նշանակության տրանզիստորներ, ես օգտագործել եմ 2N3906:

Քայլ 2: Կրկնակի տրամաբանություն

Երբ նայում ես դարպասի ճշմարտության սեղանին. ինչպես երկու մուտքի կամ դարպասի, դուք կստանաք ճշմարտության աղյուսակ, որն ունի այս տեսքը: Սա Or gate- ի համար ճշմարտության դրական աղյուսակ է: A- ի և B- ի ներքո դարպասի մուտքերն են, իսկ Q- ն ՝ ելքը: 1 -ը ներկայացնում է 1 կամ + 5 վոլտ տրամաբանական արժեքը, իսկ 0 -ը ՝ 0 կամ 0 վոլտի տրամաբանական արժեքը: Այսպիսով, երբ մարդկանց մեծ մասը դարպաս է կառուցում տրանզիստորներից, նրանք դրան կառուցում են 1 կամ + 5 վոլտ տրամաբանական արժեք և 0 կամ ոչ վոլտ տրամաբանական արժեք: Բայց դա այն չէ, ինչ տեղի է ունենում դարպասի ելքի հետ ՝ IC- ում:

Երբ դարպասի ելքը տրամաբանական 1 -ից անցնում է տրամաբանական արժեք 0 -ին, այդ դարպասի ելքը +5 վոլտից անցնում է ելքից հոսանքից դուրս գալով 0 վոլտ, իսկ հոսանքը հոսում է դարպասի ելքի մեջ: Ընթացիկը փոխում է ուղղությունը: Երբ օգտագործում եք հակադարձ ընթացիկ հոսքը, դա կոչվում է բացասական տրամաբանություն, որտեղ 0 վոլտ է `1 տրամաբանական արժեք և + 5 վոլտ` 0 տրամաբանական արժեք:

Ամենահեշտն է տեսնել, թե ինչ է դա անում, երբ միացնում ես ցանկացած դարպասի ելքը. դեպի NPN տրանզիստորի և PNP տրանզիստորի հիմք ՝ LED- ով շարքով: Մինչ դարպասի ելքը տրամաբանական արժեք է 1, (5 վոլտ), NPN տրանզիստորը փակ է, և LED- ը NPN տրանզիստորի հետ հաջորդաբար լուսավորվում է: Երբ դարպասի ելքը տրամաբանական 1 -ից անցնում է տրամաբանական արժեքին 0, (5 վոլտից մինչև 0 վոլտ), ընթացիկը հակադարձում է ուղղությունը և NPN տրանզիստորը բացվում է, երբ փակվում է PNP տրանզիստորը: Սա անջատում է LED- ն NPN տրանզիստորի հետ սերիայում և լուսավորում է LED- ը PNP տրանզիստորի միջոցով:

Իմ տրանզիստորային դարպասներն ունեն նույն երկակի տրամաբանությունը, ինչ IC- ների դարպասները: Մինչ դարպասի ելքը տրամաբանական արժեք է 1, (5 վոլտ), NPN տրանզիստորը փակ է, և LED- ը NPN տրանզիստորի հետ հաջորդաբար լուսավորվում է: Երբ դարպասի ելքը տրամաբանական 1 -ից անցնում է տրամաբանական արժեքին 0, (5 վոլտից մինչև 0 վոլտ), ընթացիկը հակադարձում է ուղղությունը և NPN տրանզիստորը բացվում է, երբ փակվում է PNP տրանզիստորը: Սա անջատում է LED- ն NPN տրանզիստորի հետ սերիայում և լուսավորում է LED- ը PNP տրանզիստորի միջոցով:

Քայլ 3. Ոչ կամ Inverter Gate

Not կամ Inverter դարպասը 3 -րդ դարպասներից առաջինն է, որը անհրաժեշտ է մյուս 5 դարպասները պատրաստելու համար:

Երբ Inverter դարպասի մուտքը, (A) 0 կամ 0 վոլտ է, NPN տրանզիստորը բաց է, իսկ ելքը ՝ (Q) 1 կամ +5 վոլտ, և ցանկացած դրական հոսանք դուրս է գալիս ելքից (Q):

Երբ Inverter դարպասի (A) մուտքը 1 կամ +5 վոլտ է, NPN տրանզիստորը փակ է, իսկ ելքը ՝ (Q) 0 կամ 0 վոլտ, և ցանկացած դրական հոսանք տրանզիստորի միջոցով անցնում է գետնին:

Քայլ 4: Նանդ դարպաս

Նանդի դարպասը երեք դարպասներից երկրորդն է, որն անհրաժեշտ է մյուս 5 դարպասների պատրաստման համար:

Երբ Նանդի դարպասի (A և B) մուտքերը 0 կամ 0 վոլտ են, երկու NPN տրանզիստորները բաց են, իսկ ելքը ՝ (Q) 1 կամ +5 վոլտ, և ցանկացած դրական հոսանք դուրս է գալիս ելքից (Q).

Երբ Nand դարպասի (A) մուտքը 1 կամ +5 վոլտ է, A մուտքի NPN տրանզիստորը փակ է: Եվ երբ Nand դարպասի (B) մուտքը 0 կամ 0 վոլտ է, B մուտքի NPN տրանզիստորը բաց է, իսկ ելքը, (Q) ՝ 1 կամ +5 վոլտ, և ցանկացած դրական հոսանք դուրս է գալիս ելքից (Q).

Երբ մուտքը, Nand դարպասի (A) 0 կամ 0 վոլտ է, մուտքի վրա գտնվող NPN տրանզիստորը բաց է: Եվ երբ Նանդի դարպասի (B) մուտքը 1 կամ +5 վոլտ է, B մուտքի NPN տրանզիստորը փակ է, իսկ ելքը, (Q) ՝ 1 կամ +5 վոլտ, և ցանկացած դրական հոսանք դուրս է գալիս ելքից (Q):

Երբ Նանդի դարպասի (A և B) մուտքերը 1 կամ +5 վոլտ են, երկու NPN տրանզիստորները փակ են, իսկ ելքը ՝ (Q) 0 կամ 0 վոլտ, և ցանկացած դրական հոսանք տրանզիստորների միջոցով անցնում է գետնին:

Քայլ 5. Նոր դարպաս

Նոր դարպասը երրորդ դարպասներից երրորդն է, որը անհրաժեշտ է մյուս 5 դարպասների պատրաստման համար:

Երբ Նոր դարպասի (A և B) մուտքերը 0 կամ 0 վոլտ են, երկու NPN տրանզիստորները բաց են, իսկ ելքը ՝ (Q) 1 կամ +5 վոլտ, և ցանկացած դրական հոսանք դուրս է գալիս ելքից (Q).

Երբ մուտքի, (Nor) դարպասի (A) արժեքը 1 կամ +5 վոլտ է, A մուտքի վրա գտնվող NPN տրանզիստորը փակ է: Իսկ երբ մուտքը, (Nor) դարպասի (B) 0 կամ 0 վոլտ է, B մուտքի NPN տրանզիստորը բաց է, իսկ ելքը, (Q) `0 կամ 0 վոլտ, և ցանկացած դրական հոսանք անցնում է գետնին` A մուտքի տրանզիստորի միջոցով:.

Երբ մուտքի, (Nor) դարպասի (A) արժեքը 0 կամ 0 վոլտ է, A մուտքի վրա գտնվող NPN տրանզիստորը բաց է: Իսկ երբ մուտքի, (Nor) դարպասի (B) 1 կամ +5 վոլտ է, B մուտքի NPN տրանզիստորը փակ է, իսկ ելքը, (Q) `0 կամ 0 վոլտ, և ցանկացած դրական հոսանք անցնում է գետնին B- ի տրանզիստորի միջոցով: մուտքագրում:

Երբ Նոր դարպասի (A և B) մուտքերը 1 կամ +5 վոլտ են, երկու NPN տրանզիստորները փակ են, իսկ ելքը ՝ (Q) 0 կամ 0 վոլտ, և ցանկացած դրական հոսանք գետնին է անցնում երկուսի միջոցով տրանզիստորներ:

Քայլ 6: Բուֆեր

Բուֆերն օգտագործում է երկու նույն դարպասները. երկու Not կամ Inverter դարպասներ շարքով:

Երբ առաջին Inverter դարպասի (A) մուտքը 0 կամ 0 վոլտ է, NPN տրանզիստորը բաց է, իսկ ելքը ՝ 1 կամ +5 վոլտ երկրորդ ինվերտորի մուտքին: Երբ երկրորդ Inverter դարպասի մուտքը 1 կամ +5 վոլտ է, NPN տրանզիստորը փակվում է, իսկ ելքը ՝ (Q) ՝ 0 կամ 0 վոլտ, և ցանկացած դրական հոսանք տրանզիստորի միջոցով անցնում է գետնին:

Երբ առաջին Inverter դարպասի (A) մուտքը 1 կամ +5 վոլտ է, NPN տրանզիստորը փակ է, իսկ ելքը `երկրորդ ինվերտորի մուտքին 0 կամ 0 վոլտ: Երբ երկրորդ Inverter դարպասի մուտքը 0 կամ 0 վոլտ է, NPN տրանզիստորը բաց է, իսկ ելքը ՝ (Q) 1 կամ +5 վոլտ, և ցանկացած դրական հոսանք դուրս է գալիս ելքից (Q):

Քայլ 7: Եվ դարպաս

And դարպասը Nand դարպաս է և Not կամ Inverter դարպասը շարքով:

Մուտքերը նույնն են, ինչ Nand դարպասը, սակայն ելքը հակադարձվում է Not կամ Inverter դարպասով:

Երբ And դարպասի (A և B) մուտքերը 0 կամ 0 վոլտ են, երկու NPN տրանզիստորները բաց են, առաջին դարպասի ելքը 1 կամ +5 վոլտ է: Երբ Inverter դարպասի մուտքը 1 կամ +5 վոլտ է, NPN տրանզիստորը փակվում է, իսկ ելքը ՝ (Q) 0 կամ 0 վոլտ, և ցանկացած դրական հոսանք տրանզիստորի միջոցով անցնում է գետնին:

Երբ մուտքի, (A) դարպասը 1 կամ +5 վոլտ է, մուտքի վրա գտնվող NPN տրանզիստորը փակ է: Իսկ երբ մուտքի, (B) of And դարպասը 0 կամ 0 վոլտ է, B մուտքի NPN տրանզիստորը բաց է, առաջին դարպասի ելքը 1 կամ +5 վոլտ է: Երբ Inverter դարպասի մուտքը 1 կամ +5 վոլտ է, NPN տրանզիստորը փակվում է, իսկ ելքը ՝ (Q) 0 կամ 0 վոլտ, և ցանկացած դրական հոսանք տրանզիստորի միջոցով անցնում է գետնին:

Երբ մուտքի, And դարպասի (A) արժեքը 0 կամ 0 վոլտ է, A մուտքի վրա գտնվող NPN տրանզիստորը բաց է: Եվ երբ And դարպասի մուտքը, (B) 1 կամ +5 վոլտ է, B մուտքի NPN տրանզիստորը փակ է, առաջին դարպասի ելքը 1 կամ +5 վոլտ է: Երբ Inverter դարպասի մուտքը 1 կամ +5 վոլտ է, NPN տրանզիստորը փակվում է, իսկ ելքը ՝ (Q) 0 կամ 0 վոլտ, և ցանկացած դրական հոսանք տրանզիստորի միջոցով անցնում է գետնին:

Երբ Նանդի դարպասի մուտքերը, (A և B) 1 կամ +5 վոլտ են, երկու NPN տրանզիստորները փակ են, իսկ առաջին դարպասի ելքը 0 կամ 0 վոլտ: Երբ Inverter դարպասի մուտքը 0 կամ 0 վոլտ է, NPN տրանզիստորը բաց է, իսկ ելքը ՝ (Q) 1 կամ +5 վոլտ, և ցանկացած դրական հոսանք դուրս է գալիս ելքից (Q):

Քայլ 8. Կամ դարպաս

Or դարպասը Նոր դարպաս է և Not կամ Inverter դարպասը շարքով:

Մուտքերը նույնն են, ինչ Nor դարպասը, սակայն ելքը հակադարձվում է Not կամ Inverter դարպասով:

Երբ Or- ի դարպասի (A և B) մուտքերը 0 կամ 0 վոլտ են, երկու NPN տրանզիստորները բաց են, առաջին դարպասի ելքը 1 կամ +5 վոլտ է: Երբ Inverter դարպասի մուտքը 1 կամ +5 վոլտ է, NPN տրանզիստորը փակվում է, իսկ ելքը ՝ (Q) 0 կամ 0 վոլտ, և ցանկացած դրական հոսանք տրանզիստորի միջոցով անցնում է գետնին:

Երբ մուտքի, Or դարպասի (A) արժեքը 1 կամ +5 վոլտ է, A մուտքի վրա գտնվող NPN տրանզիստորը փակ է: Իսկ երբ մուտքի, (Nor) դարպասի (B) արժեքը 0 կամ 0 վոլտ է, B մուտքի NPN տրանզիստորը բաց է, իսկ առաջին դարպասի ելքը `0 կամ 0 վոլտ: Երբ Inverter դարպասի մուտքը 0 կամ 0 վոլտ է, NPN տրանզիստորը բաց է, իսկ ելքը ՝ (Q) 1 կամ +5 վոլտ, և ցանկացած դրական հոսանք դուրս է գալիս ելքից (Q):

Երբ մուտքի, Or դարպասի (A) արժեքը 0 կամ 0 վոլտ է, A մուտքի վրա գտնվող NPN տրանզիստորը բաց է: Իսկ երբ մուտքի, (Nor) դարպասի (B) արժեքը 1 կամ +5 վոլտ է, B մուտքի NPN տրանզիստորը փակ է, իսկ առաջին դարպասի ելքը `0 կամ 0 վոլտ: Երբ Inverter դարպասի մուտքը 0 կամ 0 վոլտ է, NPN տրանզիստորը բաց է, իսկ ելքը ՝ (Q) 1 կամ +5 վոլտ, և ցանկացած դրական հոսանք դուրս է գալիս ելքից (Q):

Երբ Or- ի դարպասի (A և B) մուտքերը 1 կամ +5 վոլտ են, երկու NPN տրանզիստորները փակ են, իսկ առաջին դարպասի ելքը `0 կամ 0 վոլտ: Երբ Inverter դարպասի մուտքը 0 կամ 0 վոլտ է, NPN տրանզիստորը բաց է, իսկ ելքը ՝ (Q) 1 կամ +5 վոլտ, և ցանկացած դրական հոսանք դուրս է գալիս ելքից (Q):

Քայլ 9. Բացառիկ Նոր դարպաս (Xnor)

Բացառիկ Նոր դարպասը կազմաձևված է որպես երկու Նանդ դարպասներ, որոնք զուգահեռաբար միացված են որպես Նոր դարպաս ՝ երկու վերին տրանզիստոր PNP տրանզիստորների հետ:

Երբ Xnor դարպասի (A և B) մուտքերը 0 կամ 0 վոլտ են, երկու NPN տրանզիստորները բաց են, և երկուսն էլ PNP տրանզիստորները փակ են: Ելքը, (Q) 1 կամ +5 վոլտ է, և ցանկացած դրական հոսանք դուրս է գալիս ելքից (Q):

Երբ Xnor դարպասի մուտքը (A) 1 կամ +5 վոլտ է, մուտքի վրա գտնվող NPN տրանզիստորը փակ է, և PNP տրանզիստորը բաց է: Մուտքի դեպքում, Xnor դարպասի (B) 0 կամ 0 վոլտ է, B մուտքի PNP տրանզիստորը փակ է, և NPN տրանզիստորը բաց է: Ելքը, (Q) 0 կամ 0 վոլտ է, և ցանկացած դրական հոսանք գնում է գետնին փակ տրանզիստորների միջոցով:

Երբ Xnor դարպասի մուտքը, (A) 0 կամ 0 վոլտ է, մուտքի վրա գտնվող NPN տրանզիստորը բաց է, և PNP տրանզիստորը փակ է: Մուտքի դեպքում, Xnor դարպասի (B) 1 կամ +5 վոլտ է, B մուտքի PNP տրանզիստորը բաց է, և NPN տրանզիստորը փակ է: Ելքը, (Q) 0 կամ 0 վոլտ է, և ցանկացած դրական հոսանք գնում է գետնին փակ տրանզիստորների միջոցով:

Երբ Xnor դարպասի մուտքերը, (A և B) 1 կամ +5 վոլտ են, երկու NPN տրանզիստորները փակ են, և երկու PNP տրանզիստորները բաց են: Ելքը, (Q) 1 կամ +5 վոլտ է, և ցանկացած դրական հոսանք դուրս է գալիս ելքից (Q):

Քայլ 10: Բացառիկ կամ դարպաս (Xor)

Բացառիկ կամ դարպաս; օգտագործում է բոլոր երեք հիմնական դարպասները, այն կազմաձևված է որպես երկու Նանդ դարպասներ, որոնք զուգահեռաբար միացված են որպես Նոր դարպաս ՝ երկու գլխավոր տրանզիստորներով PNP տրանզիստորներով և Not կամ Inverter դարպասով:

Xor դարպասի մուտքերը նույնն են, ինչ Xnor դարպասը, սակայն ելքը հակադարձվում է Not կամ Inverter դարպասով:

Երբ Xnor դարպասի (A և B) մուտքերը 0 կամ 0 վոլտ են, երկու NPN տրանզիստորները բաց են, և PNP տրանզիստորները փակ են, և դարպասների առաջին փաթեթի ելքը 1 կամ +5 վոլտ է: Երբ Inverter դարպասի մուտքը 1 կամ +5 վոլտ է, NPN տրանզիստորը փակ է, իսկ ելքը ՝ (Q) 0 կամ 0 վոլտ, և ցանկացած դրական հոսանք տրանզիստորի միջոցով անցնում է գետնին:

Երբ Xnor դարպասի մուտքը (A) 1 կամ +5 վոլտ է, A մուտքի վրա գտնվող NPN տրանզիստորը փակ է, և PNP տրանզիստորը բաց է: Մուտքի դեպքում, Xnor դարպասի (B) 0 կամ 0 վոլտ է, B մուտքի վրա գտնվող PNP տրանզիստորը փակ է, և NPN տրանզիստորը բաց է, Inverter- ի մուտքին `0 կամ 0 վոլտ: Երբ Inverter դարպասի մուտքը 0 կամ 0 վոլտ է, NPN տրանզիստորը բաց է, իսկ ելքը ՝ (Q) 1 կամ +5 վոլտ, և ցանկացած դրական հոսանք դուրս է գալիս ելքից (Q):

Երբ Xnor դարպասի մուտքը, (A) 0 կամ 0 վոլտ է, մուտքի վրա գտնվող NPN տրանզիստորը բաց է, և PNP տրանզիստորը փակ է: Մուտքի դեպքում, Xnor դարպասի (B) 1 կամ +5 վոլտ է, B մուտքի վրա գտնվող PNP տրանզիստորը բաց է, և NPN տրանզիստորը փակ է, Inverter- ի մուտքին `0 կամ 0 վոլտ: Երբ Inverter դարպասի մուտքը 0 կամ 0 վոլտ է, NPN տրանզիստորը բաց է, իսկ ելքը ՝ (Q) 1 կամ +5 վոլտ, և ցանկացած դրական հոսանք դուրս է գալիս ելքից (Q):

Երբ Xnor դարպասի (A և B) մուտքերը 1 կամ +5 վոլտ են, երկու NPN տրանզիստորները փակ են, և երկու PNP տրանզիստորները բաց են, երբ երկրորդ Inverter դարպասի մուտքը 1 կամ +5 վոլտ է NPN տրանզիստորը փակ է, և ելքը (Q) 0 կամ 0 վոլտ է, և ցանկացած դրական հոսանք տրանզիստորի միջոցով անցնում է գետնին:

Երկրորդ տեղը զբաղեցրեց էլեկտրոնիկայի խորհուրդների և հնարքների մարտահրավերը