Kahe loogikaga transistoriväravad: 10 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Ma ehitan transistoriväravaid pisut teisiti kui enamik teisi elektroonikainsenere. Enamik inimesi transistorväravate ehitamisel; ehitada neid ainult positiivset loogikat silmas pidades, kuid IC -de väravatel on kaks loogikat, positiivne loogika ja negatiivne loogika. Ja ma ehitan oma transistoriväravad positiivse ja negatiivse loogikaga.

Kuigi väravaid on kaheksa; Puhver, inverter või mitte, ja, Nand, või, Nor, Xor ja Xnor, need on valmistatud kolmest väravaahelast. Ja kui ehitate kahekordseid loogikaväravaid, on värava ehitamiseks kasutatud kolm vooluahelat Inverter või mitte, Nand ja Nor, ülejäänud väravad on valmistatud kahest või enamast neist kolmest väravast.

Miks ehitada transistoriväravaid? Siin on viis põhjust oma väravate ehitamiseks.

1. Sul pole vajalikku väravat.

2. Soovite väravat, mis kannab rohkem jõudu kui tavaline värava IC.

3. Tahad ainult ühte väravat ja sa vihkad ülejäänud väravate raiskamist IC -le.

4. Maksumus, ühe transistori inverter on väiksem kui 0,25 dollarit ja kuusnurkse inverteri IC on 1,00 dollarit ja rohkem.

5. Tahad väravaid paremini mõista.

Samm: tööriistad ja osad

Selle juhendi väravad on ¼ -vatised, kui soovite ehitada suurema võimsusega väravaid, vajate suurema võimsusega komponente.

Jumper juhtmed

Leivalaud

Toiteallikas

1 x SN74LS04 IC

2 x lülitid

2 x valgusdioodi 1 punane 1 roheline

2 x 820 Ω w takistit

2 x 1 kΩ ¼ w takistit

3 x 10 kΩ ¼ w takistid

3 x NPN üldotstarbelist transistorit, kasutasin 2N3904.

2 x PNP üldotstarbelised transistorid, ma kasutasin 2N3906.

2. samm: kahekordne loogika

Kui vaatate värava tõdelauda; nagu kahe sisendi või värava, saate tõetabeli, mis näeb välja selline. See on positiivne tõde tabel või värav. A ja B all on värava sisendid ja Q on väljund. 1 tähistab loogilist väärtust 1 või + 5 volti ja 0 loogilist väärtust 0 või 0 volti. Nii et kui enamik inimesi ehitab transistoridest värava, loovad nad selle loogilise väärtuse 1 või + 5 volti ja loogilise väärtuse 0 või üldse mitte. Kuid see ei juhtu värava väljundiga IC -s.

Kui värava väljund läheb loogikaväärtuselt 1 loogilisele väärtusele 0, läheb selle värava väljund + 5 voltilt, kui vool väljub väljundist, kuni 0 volti, kui vool siseneb värava väljundisse. Vool muudab suunda. Kui kasutate vastupidist voolu, nimetatakse seda negatiivseks loogikaks, kus 0 volti on - 1 loogiline väärtus ja + 5 volti - 0 loogikaväärtus.

Seda on kõige lihtsam näha, kui ühendate mis tahes värava väljundi; NPN -transistori ja PNP -transistori alusele, LED -iga järjestikku. Kui värava väljund on loogiline väärtus 1, (5 volti), on NPN -transistor suletud ja NPN -transistoriga jadavalgusdiood süttib. Kui värava väljund läheb loogikaväärtuselt 1 loogilisele väärtusele 0, (5 volti kuni 0 volti), muudab vool suunda ja PNP transistori sulgemisel avaneb NPN -transistor. See lülitab LED -i järjestikku välja NPN -transistoriga ja süttib LED -i järjestikku koos PNP -transistoriga.

Minu transistoriväravatel on sama duaalne loogika nagu IC -de väravatel. Kui värava väljund on loogiline väärtus 1, (5 volti), on NPN -transistor suletud ja NPN -transistoriga jadavalgusdiood süttib. Kui värava väljund läheb loogikaväärtuselt 1 loogilisele väärtusele 0, (5 volti kuni 0 volti), muudab vool suunda ja PNP transistori sulgemisel avaneb NPN -transistor. See lülitab LED -i järjestikku välja NPN -transistoriga ja süttib LED -i järjestikku koos PNP -transistoriga.

3. samm: mitte või invertervärav

Mitte või invertervärav on esimene 3 väravast, mis on vajalikud ülejäänud 5 värava valmistamiseks.

Kui muunduri värava sisend (A) on 0 või 0 volti, on NPN -transistor avatud ja väljund (Q) on 1 või +5 volti ning positiivne vool väljub väljundist (Q).

Kui muunduri värava sisend (A) on 1 või +5 volti, on NPN -transistor suletud ja väljund (Q) on 0 või 0 volti ning positiivne vool läheb transistori kaudu maasse.

4. samm: Nandi värav

Nandi värav on teine kolmest väravast, mis on vajalikud ülejäänud 5 värava valmistamiseks.

Kui Nandi värava sisendid (A ja B) on 0 või 0 volti, on mõlemad NPN -transistorid avatud ja väljund (Q) on 1 või +5 volti ning positiivne vool väljub väljundist (Q).

Kui Nand -värava sisend (A) on 1 või +5 volti, on A -sisendi NPN -transistor suletud. Ja kui Nandi värava sisend (B) on 0 või 0 volti, on B sisendi NPN transistor avatud ja väljund (Q) on 1 või +5 volti ning positiivne vool väljub väljundist (Q).

Kui sisend, (A) on Nandi väravast 0 või 0 volti, on A sisendi NPN transistor avatud. Ja kui Nandi värava sisend (B) on 1 või +5 volti, on B sisendi NPN transistor suletud ja väljund (Q) on 1 või +5 volti ja positiivne vool väljub väljundist (Q)).

Kui Nandi värava sisendid (A ja B) on 1 või +5 volti, on mõlemad NPN -transistorid suletud ja väljund (Q) on 0 või 0 volti ning positiivne vool läheb transistoride kaudu maasse.

5. samm: ka värav

Nor värav on kolmas kolmest väravast, mis on vajalikud ülejäänud 5 värava valmistamiseks.

Kui Nor -värava sisendid (A ja B) on 0 või 0 volti, on mõlemad NPN -transistorid avatud ja väljund (Q) on 1 või +5 volti ning positiivne vool väljub väljundist (Q).

Kui Nor värava sisend (A) on 1 või +5 volti, on A sisendi NPN transistor suletud. Ja kui Nor -värava sisend (B) on 0 või 0 volti, on B -sisendi NPN -transistor avatud ja väljund (Q) on 0 või 0 volti ning positiivne vool maandub läbi A -sisendi transistori.

Kui Nor värava sisend (A) on 0 või 0 volti, on A sisendi NPN transistor avatud. Ja kui Nor -värava sisend (B) on 1 või +5 volti, on B -sisendi NPN -transistor suletud ja väljund (Q) on 0 või 0 volti ning positiivne vool maandub läbi B -transistori sisend.

Kui Nor -värava sisendid (A ja B) on 1 või +5 volti, on mõlemad NPN -transistorid suletud ja väljund (Q) on 0 või 0 volti ning positiivne vool läheb maasse läbi mõlema transistorid.

6. samm: puhver

Puhver kasutab kahte sama väravat; kaks mitte- või inverterväravat järjestikku.

Kui esimese muunduri värava sisend (A) on 0 või 0 volti, on NPN -transistor avatud ja väljund teise inverteri sisendile 1 või +5 volti. Kui teise invertervärava sisend on 1 või +5 volti, on NPN -transistor suletud ja väljund (Q) on 0 või 0 volti ning positiivne vool läheb transistori kaudu maapinnale.

Kui esimese muunduri värava sisend (A) on 1 või +5 volti, on NPN -transistor suletud ja väljund teise inverteri sisendile 0 või 0 volti. Kui teise inverterivärava sisend on 0 või 0 volti, on NPN -transistor avatud ja väljund (Q) on 1 või +5 volti ning positiivne vool väljub (Q).

7. samm: ja värav

Ja värav on Nand värav ja Not või inverter värav järjestikku.

Sisendid on samad, mis Nandi väraval, kuid väljund on vastupidine väravaga Not või Inverter.

Kui And -värava sisendid (A ja B) on 0 või 0 volti, on mõlemad NPN -transistorid avatud, esimese värava väljund on 1 või +5 volti. Kui muunduri värava sisend on 1 või +5 volti, on NPN -transistor suletud ja väljund (Q) on 0 või 0 volti ning positiivne vool läheb transistori kaudu maapinnale.

Kui And -värava sisend (A) on 1 või +5 volti, on A -sisendi NPN -transistor suletud. Ja kui And -värava sisend (B) on 0 või 0 volti, on B -sisendi NPN -transistor avatud, esimese värava väljund on 1 või +5 volti. Kui muunduri värava sisend on 1 või +5 volti, on NPN -transistor suletud ja väljund (Q) on 0 või 0 volti ning positiivne vool läheb transistori kaudu maapinnale.

Kui sisendi (And) värav (A) on 0 või 0 volti, on A sisendi NPN transistor avatud. Ja kui And -värava sisend (B) on 1 või +5 volti, on B -sisendi NPN -transistor suletud, esimese värava väljund on 1 või +5 volti. Kui muunduri värava sisend on 1 või +5 volti, on NPN -transistor suletud ja väljund (Q) on 0 või 0 volti ning positiivne vool läheb transistori kaudu maapinnale.

Kui Nandi värava sisendid (A ja B) on 1 või +5 volti, on mõlemad NPN -transistorid suletud ja esimese värava väljund on 0 või 0 volti. Kui muunduri värava sisend on 0 või 0 volti, on NPN -transistor avatud ja väljund (Q) on 1 või +5 volti ning positiivne vool väljub (Q).

8. samm: või värav

Või värav on Nor värav ja Not või Inverter värav järjestikku.

Sisendid on samad, mis Nor -väraval, kuid väljund pöördub ümber Not- või Inverter -väravaga.

Kui Or -värava sisendid (A ja B) on 0 või 0 volti, on mõlemad NPN -transistorid avatud, esimese värava väljund on 1 või +5 volti. Kui muunduri värava sisend on 1 või +5 volti, on NPN -transistor suletud ja väljund (Q) on 0 või 0 volti ning positiivne vool läheb transistori kaudu maapinnale.

Kui sisendi (Or) värava (A) väärtus on 1 või +5 volti, on A sisendi NPN transistor suletud. Ja kui Nor värava sisend (B) on 0 või 0 volti, on B sisendi NPN transistor avatud ja esimese värava väljund on 0 või 0 volti. Kui muunduri värava sisend on 0 või 0 volti, on NPN -transistor avatud ja väljund (Q) on 1 või +5 volti ning positiivne vool väljub (Q).

Kui sisendi (Or) värava (A) väärtus on 0 või 0 volti, on A sisendi NPN transistor avatud. Ja kui Nor värava sisend (B) on 1 või +5 volti, on B sisendi NPN transistor suletud ja esimese värava väljund on 0 või 0 volti. Kui muunduri värava sisend on 0 või 0 volti, on NPN -transistor avatud ja väljund (Q) on 1 või +5 volti ning positiivne vool väljub (Q).

Kui Or -värava sisendid (A ja B) on 1 või +5 volti, on mõlemad NPN -transistorid suletud ja esimese värava väljund on 0 või 0 volti. Kui muunduri värava sisend on 0 või 0 volti, on NPN -transistor avatud ja väljund (Q) on 1 või +5 volti ning positiivne vool väljub (Q).

9. samm: eksklusiivne Nor Gate (Xnor)

Exclusive Nor värav on konfigureeritud kahe Nand väravaga, mis on ühendatud paralleelselt Nor väravaga kahe ülemise transistori PNP transistoriga.

Kui Xnori värava sisendid (A ja B) on 0 või 0 volti, on mõlemad NPN -transistorid avatud ja mõlemad PNP -transistorid suletud. Väljund (Q) on 1 või +5 volti ja positiivne vool väljub väljundist (Q).

Kui Xnori värava sisend (A) on 1 või +5 volti, on A sisendi NPN transistor suletud ja PNP transistor avatud. Sisendiga on (B) Xnori väravast 0 või 0 volti, B -sisendi PNP -transistor on suletud ja NPN -transistor on avatud. Väljund, (Q) on 0 või 0 volti ja positiivne vool läheb suletud transistoride kaudu maasse.

Kui Xnori värava sisend (A) on 0 või 0 volti, on A sisendi NPN transistor avatud ja PNP transistor suletud. Sisendiga on Xnori värava (B) väärtus 1 või +5 volti, PN -transistor B -sisendis on avatud ja NPN -transistor suletud. Väljund, (Q) on 0 või 0 volti ja positiivne vool läheb suletud transistoride kaudu maasse.

Kui Xnori värava sisendid (A ja B) on 1 või +5 volti, on mõlemad NPN -transistorid suletud ja mõlemad PNP -transistorid avatud. Väljund (Q) on 1 või +5 volti ja positiivne vool väljub väljundist (Q).

10. samm: eksklusiivne või värav (Xor)

Eksklusiivne või värav; kasutab kõiki kolme võtmeväravat, see on konfigureeritud kahe Nand -väravana, mis on paralleelselt ühendatud Nor -väravana kahe ülemise transistori PNP -transistori ja Not- või Inverter -väravaga.

Xori värava sisendid on samad kui Xnori väravad, kuid väljund on vastupidine väravaga Not või Inverter.

Kui Xnori värava sisendid (A ja B) on 0 või 0 volti, on mõlemad NPN -transistorid avatud ja mõlemad PNP -transistorid suletud ning esimese väravakomplekti väljund on 1 või +5 volti. Kui muunduri värava sisend on 1 või +5 volti, on NPN -transistor suletud ja väljund (Q) on 0 või 0 volti ning positiivne vool läheb transistori kaudu maapinnale.

Kui Xnori värava sisend (A) on 1 või +5 volti, on A sisendi NPN transistor suletud ja PNP transistor avatud. Sisendiga on (B) Xnori väravast 0 või 0 volti, PNP transistor B sisendil on suletud ja NPN transistor on avatud, 0 või 0 volti inverteri sisendile. Kui muunduri värava sisend on 0 või 0 volti, on NPN -transistor avatud ja väljund (Q) on 1 või +5 volti ning positiivne vool väljub (Q).

Kui Xnori värava sisend (A) on 0 või 0 volti, on A sisendi NPN transistor avatud ja PNP transistor suletud. Sisendiga on (B) Xnori väravast 1 või +5 volti, PN -transistor B -sisendil on avatud ja NPN -transistor on suletud, 0 või 0 volti inverteri sisendile. Kui muunduri värava sisend on 0 või 0 volti, on NPN -transistor avatud ja väljund (Q) on 1 või +5 volti ning positiivne vool väljub (Q).

Kui Xnori värava sisendid (A ja B) on 1 või +5 volti, on mõlemad NPN -transistorid suletud ja mõlemad PNP -transistorid avatud. Kui teise invertervärava sisend on 1 või +5 volti, on NPN transistor on suletud ja väljund (Q) on 0 või 0 volti ja positiivne vool läheb transistori kaudu maandusse.

Elektroonika näpunäidete ja nippide väljakutse teine koht