Dvojna logična tranzistorska vrata: 10 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:06

Tranzistorska vrata gradim nekoliko drugače kot večina drugih inženirjev elektronike. Večina ljudi, ko gradi tranzistorska vrata; graditi jih le s pozitivno logiko v mislih, vendar imajo vrata v IC -jih dve logiki, pozitivno logiko in negativno logiko. In svoja tranzistorska vrata gradim s pozitivno in negativno logiko.

Čeprav je osem vrat; Odbojnik, pretvornik ali ne, In, Nand, Ali, Nor, Xor in Xnor, so narejeni iz treh vratnih vezij. In ko gradite dvojna logična vrata, so tri vezja, uporabljena za izgradnjo vrat, inverterska ali ne, Nand in Nor, preostala vrata so narejena iz dveh ali več od teh treh vrat.

Zakaj graditi tranzistorska vrata? No, tukaj je pet razlogov za izgradnjo lastnih vrat.

1. Nimate potrebnih vrat.

2. Želite vrata, ki nosijo večjo moč kot standardna vrata IC.

3. Želite samo ena vrata in ne marate zapravljati preostalih vrat na IC.

4. Cena enega tranzistorskega pretvornika je manj kot 0,25 USD, šestkotni pretvornik IC pa 1,00 USD in več.

5. Želite bolje razumeti vrata.

Korak: Orodja in deli

Vrata v tem navodilu so ¼ vatna vrata, če želite zgraditi vrata z večjo močjo, boste potrebovali komponente višje moči.

Mostične žice

Ogledna plošča

Napajanje

1 x SN74LS04 IC

2 x stikala

2 x LED 1 rdeča 1 zelena

2 upora 820 Ω ¼ w

2 x 1 kΩ ¼ w upori

3 x 10 kΩ ¼ w upori

3 x NPN tranzistorji za splošno uporabo, uporabil sem 2N3904.

2 x tranzistorji za splošno uporabo PNP, uporabil sem 2N3906.

2. korak: Dvojna logika

Ko pogledate tabelo resnice na vratih; na primer dva vhoda Ali vrata, boste dobili tabelo resnice, ki izgleda tako. To je tabela pozitivne resnice za vrata Or. Pod A in B so vhodi za vrata, Q pa izhod. 1 predstavlja logično vrednost 1 ali + 5 voltov, 0 pa logično vrednost 0 ali 0 voltov. Torej, ko večina ljudi gradi tranzistorje, zgradijo logično vrednost 1 ali + 5 voltov in logično vrednost 0 ali nič voltov. Toda to se ne zgodi z izhodom vrat v IC.

Ko izhod vrat preide iz logične vrednosti 1 v logično vrednost 0, izhod teh vrat preide iz + 5 voltov, pri čemer tok teče iz izhoda na 0 voltov, tok pa teče v izhod vrat. Tok obrne smer. Ko uporabljate obratni tok, se to imenuje negativna logika, kjer je 0 voltov - 1 logična vrednost in + 5 voltov je - 0 logična vrednost.

Najlažje je videti, kaj to počne, ko priključite izhod katerega koli vrat; na osnovo tranzistorja NPN in tranzistorja PNP, zaporedno z LED. Medtem ko je izhod vrat logična vrednost 1, (5 voltov), je tranzistor NPN zaprt in LED v zaporedju s tranzistorjem NPN zasveti. Ko izhod vrat preide iz logične vrednosti 1 v logično vrednost 0, (5 voltov do 0 voltov), tok spremeni smer in tranzistor NPN se odpre, ko se tranzistor PNP zapre. To zaporedno izklopi LED z tranzistorjem NPN in sveti LED zaporedno s tranzistorjem PNP.

Moja tranzistorska vrata imajo isto dvojno logiko kot vrata v IC -jih. Medtem ko je izhod vrat logična vrednost 1, (5 voltov), je tranzistor NPN zaprt in LED v zaporedju s tranzistorjem NPN zasveti. Ko izhod vrat preide iz logične vrednosti 1 v logično vrednost 0, (5 voltov do 0 voltov), tok spremeni smer in tranzistor NPN se odpre, ko se tranzistor PNP zapre. To zaporedno izklopi LED z tranzistorjem NPN in sveti LED zaporedno s tranzistorjem PNP.

3. korak: Ne ali inverterska vrata

Not or Inverter gate so prva od treh vrat, ki so potrebna za izdelavo drugih 5 vrat.

Ko je vhod (A) pretvorniških vrat 0 ali 0 voltov, je tranzistor NPN odprt in izhod (Q) je 1 ali +5 voltov in kateri koli pozitivni tok gre ven iz izhoda (Q).

Ko je vhod (A) pretvorniških vrat 1 ali +5 voltov, je tranzistor NPN zaprt in izhod (Q) je 0 ali 0 voltov in kateri koli pozitivni tok gre skozi ozemljitev skozi tranzistor.

4. korak: Nand Gate

Vrata Nand so druga od treh vrat, potrebnih za izdelavo drugih 5 vrat.

Ko sta vhoda (A in B) vrat Nand 0 ali 0 voltov, sta oba tranzistorja NPN odprta in izhod, (Q) je 1 ali +5 voltov in kateri koli pozitivni tok gre iz izhoda (Q).

Ko je vhod (A) vrat Nand 1 ali +5 voltov, se tranzistor NPN na vhodu A zapre. In ko je vhod (B) vrat Nand 0 ali 0 voltov, je tranzistor NPN na vhodu B odprt in izhod (Q) je 1 ali +5 voltov in kateri koli pozitivni tok gre ven iz izhoda (Q).

Ko je vhod (A) vrat Nand 0 ali 0 voltov, je tranzistor NPN na vhodu A odprt. In ko je vhod (B) vrat Nand 1 ali +5 voltov, je tranzistor NPN na vhodu B zaprt in izhod (Q) je 1 ali +5 voltov in kateri koli pozitivni tok gre iz izhoda (Q).

Ko sta vhoda (A in B) vrat Nand 1 ali +5 voltov, sta oba tranzistorja NPN zaprta in izhod (Q) je 0 ali 0 voltov in vsak pozitivni tok gre skozi ozemljitev skozi tranzistorje.

5. korak: Niti vrata

Nor vrata so tretja od treh vrat, potrebnih za izdelavo drugih 5 vrat.

Ko sta vhoda (A in B) vrat Nor 0 ali 0 voltov, sta oba tranzistorja NPN odprta in izhod (Q) je 1 ali +5 voltov in iz izhoda (Q) izstopi kateri koli pozitivni tok.

Ko je vhod (A) vrat Nor 1 1 ali +5 voltov, se tranzistor NPN na vhodu A zapre. In ko je vhod (B) vrat Nor 0 ali 0 voltov, je tranzistor NPN na vhodu B odprt in izhod (Q) je 0 ali 0 voltov in kateri koli pozitivni tok gre skozi ozemljitev skozi tranzistor na vhodu A.

Ko je vhod (A) vrat Nor 0 ali 0 voltov, je tranzistor NPN na vhodu A odprt. In ko je vhod (B) vrat Nor 1 1 ali +5 voltov, je tranzistor NPN na vhodu B zaprt in izhod (Q) je 0 ali 0 voltov in kateri koli pozitivni tok gre skozi zemljo skozi tranzistor na B vnos.

Ko sta vhoda (A in B) vrat Nor 1 ali 5 voltov, sta oba tranzistorja NPN zaprta in izhod, (Q) je 0 ali 0 voltov in vsak pozitivni tok gre na zemljo skozi oba tranzistorji.

6. korak: Medpomnilnik

Medpomnilnik uporablja dve isti vrati; dva zaporedna vrata Not ali Inverter.

Ko je vhod (A) prvih pretvorniških vrat 0 ali 0 voltov, je tranzistor NPN odprt in izhod je 1 ali +5 voltov na vhod drugega pretvornika. Ko je vhod drugih pretvorniških vrat 1 ali +5 voltov, je tranzistor NPN zaprt in izhod (Q) je 0 ali 0 voltov in vsak pozitivni tok gre skozi ozemljitev skozi tranzistor.

Ko je vhod (A) prvih pretvorniških vrat 1 ali +5 voltov, je tranzistor NPN zaprt in izhod je 0 ali 0 voltov na vhodu drugega pretvornika. Ko je vhod drugega pretvorniškega vhoda 0 ali 0 voltov, je tranzistor NPN odprt in izhod (Q) je 1 ali +5 voltov, kateri koli pozitivni tok pa gre ven iz izhoda (Q).

7. korak: In vrata

Vrata And so vrata Nand in vrata zaporedja Not ali Inverter.

Vhodi so enaki kot vrata Nand, vendar se izhod obrne z vrati Not ali Inverter.

Ko sta vhoda (A in B) vrat And ena 0 ali 0 voltov, sta odprta oba tranzistorja NPN, je izhod prvih vrat 1 ali +5 voltov. Ko je vhod pretvorniških vrat 1 ali +5 voltov, je tranzistor NPN zaprt in izhod (Q) je 0 ali 0 voltov in vsak pozitivni tok gre skozi ozemljitev skozi tranzistor.

Ko je vhod (A) vrat And 1 1 ali +5 voltov, se tranzistor NPN na vhodu A zapre. In ko je vhod (B) vrat And 0 0 ali 0 voltov, je tranzistor NPN na vhodu B odprt, je izhod prvih vrat 1 ali +5 voltov. Ko je vhod pretvorniških vrat 1 ali +5 voltov, je tranzistor NPN zaprt in izhod (Q) je 0 ali 0 voltov in vsak pozitivni tok gre skozi ozemljitev skozi tranzistor.

Ko je vhod (A) vrat And 0 ali 0 voltov, je tranzistor NPN na vhodu A odprt. In ko je vhod (B) vrat And 1 1 ali +5 voltov, je tranzistor NPN na vhodu B zaprt, je izhod prvih vrat 1 ali +5 voltov. Ko je vhod pretvorniških vrat 1 ali +5 voltov, je tranzistor NPN zaprt in izhod (Q) je 0 ali 0 voltov in vsak pozitivni tok gre skozi ozemljitev skozi tranzistor.

Ko sta vhoda (A in B) vrat Nand 1 ali +5 voltov, sta oba tranzistorja NPN zaprta in izhod prvih vrat je 0 ali 0 voltov. Ko je vhod pretvorniškega pretvornika 0 ali 0 voltov, je tranzistor NPN odprt in izhod (Q) je 1 ali +5 voltov, kateri koli pozitivni tok pa gre ven iz izhoda (Q).

8. korak: Ali vrata

Vrata Or so vrata Nor in vrata Not ali Inverter v zaporedju.

Vhodi so enaki vhodom Nor, vendar se izhod obrne prek vrat Ne ali pretvornika.

Ko sta vhoda (A in B) vrat Or 0 ali 0 voltov odprta oba tranzistorja NPN, je izhod prvih vrat 1 ali +5 voltov. Ko je vhod pretvorniških vrat 1 ali +5 voltov, je tranzistor NPN zaprt in izhod (Q) je 0 ali 0 voltov in vsak pozitivni tok gre skozi ozemljitev skozi tranzistor.

Ko je vhod (A) vrat Or 1 ali 5 voltov, se tranzistor NPN na vhodu A zapre. In ko je vhod (B) vrat Nor 0 ali 0 voltov, je tranzistor NPN na vhodu B odprt in izhod prvih vrat je 0 ali 0 voltov. Ko je vhod pretvorniškega pretvornika 0 ali 0 voltov, je tranzistor NPN odprt in izhod (Q) je 1 ali +5 voltov, morebitni pozitivni tok pa gre ven iz izhoda (Q).

Ko je vhod (A) vrat Or 0 ali 0 voltov, je tranzistor NPN na vhodu A odprt. In ko je vhod (B) vrat Nor 1 ali 5 voltov, je tranzistor NPN na vhodu B zaprt in izhod prvih vrat je 0 ali 0 voltov. Ko je vhod pretvorniškega pretvornika 0 ali 0 voltov, je tranzistor NPN odprt in izhod (Q) je 1 ali +5 voltov, kateri koli pozitivni tok pa gre ven iz izhoda (Q).

Ko sta vhoda (A in B) na vratih Or 1 ali +5 voltov, sta oba tranzistorja NPN zaprta in izhod prvih vrat je 0 ali 0 voltov. Ko je vhod pretvorniškega pretvornika 0 ali 0 voltov, je tranzistor NPN odprt in izhod (Q) je 1 ali +5 voltov, morebitni pozitivni tok pa gre ven iz izhoda (Q).

9. korak: Ekskluzivna vrata Nor (Xnor)

Ekskluzivna vrata Nor so konfigurirana kot dve vrati Nand, ki sta vzporedno povezani kot vrata Nor z dvema zgornjima tranzistorjema PNP tranzistorji.

Ko sta vhoda (A in B) vrat Xnor 0 ali 0 voltov, sta oba tranzistorja NPN odprta in oba tranzistorja PNP sta zaprta. Izhod (Q) je 1 ali +5 voltov in vsak pozitivni tok gre ven iz izhoda (Q).

Ko je vhod (A) vrat Xnor 1 ali +5 voltov, je tranzistor NPN na vhodu A zaprt in tranzistor PNP odprt. Z vhodom (B) vrat Xnor je 0 ali 0 voltov, je tranzistor PNP na vhodu B zaprt, tranzistor NPN pa odprt. Izhod, (Q) je 0 ali 0 voltov in vsak pozitivni tok gre na tla skozi zaprte tranzistorje.

Ko je vhod (A) vrat Xnor 0 ali 0 voltov, je tranzistor NPN na vhodu A odprt in tranzistor PNP zaprt. Z vhodom (B) vrat Xnor je 1 ali +5 voltov, je tranzistor PNP na vhodu B odprt in tranzistor NPN je zaprt. Izhod, (Q) je 0 ali 0 voltov in vsak pozitivni tok gre na tla skozi zaprte tranzistorje.

Ko sta vhoda (A in B) vrat Xnor 1 ali +5 voltov, sta oba tranzistorja NPN zaprta in oba tranzistorja PNP sta odprta. Izhod (Q) je 1 ali +5 voltov in vsak pozitivni tok gre ven iz izhoda (Q).

10. korak: Ekskluzivno ali vrata (Xor)

Ekskluzivno ali vrata; uporablja vsa tri ključna vrata, konfiguriran je kot dva vrata Nand, ki sta vzporedno povezana kot vrata Nor z dvema zgornjima tranzistorjema PNP tranzistorji in zaporedoma vrata Not ali Inverter.

Vhodi vrat Xor so enaki vhodom Xnor, vendar se izhod obrne z vrati Not ali Inverter.

Ko sta vhoda (A in B) vrat Xnor 0 ali 0 voltov, sta oba tranzistorja NPN odprta in oba tranzistorja PNP zaprta, izhod prvega sklopa vrat pa je 1 ali +5 voltov. Ko je vhod pretvorniških vrat 1 ali +5 voltov, je tranzistor NPN zaprt in izhod (Q) je 0 ali 0 voltov in vsak pozitivni tok gre skozi ozemljitev skozi tranzistor.

Ko je vhod (A) vrat Xnor 1 ali +5 voltov, je tranzistor NPN na vhodu A zaprt in tranzistor PNP odprt. Z vhodom (B) vrat Xnor je 0 ali 0 voltov, je tranzistor PNP na vhodu B zaprt, tranzistor NPN pa odprt, 0 ali 0 voltov na vhod pretvornika. Ko je vhod pretvorniškega pretvornika 0 ali 0 voltov, je tranzistor NPN odprt in izhod (Q) je 1 ali +5 voltov, kateri koli pozitivni tok pa gre ven iz izhoda (Q).

Ko je vhod (A) vrat Xnor 0 ali 0 voltov, je tranzistor NPN na vhodu A odprt in tranzistor PNP zaprt. Z vhodom (B) vrat Xnor je 1 ali +5 voltov, je tranzistor PNP na vhodu B odprt in tranzistor NPN je zaprt, 0 ali 0 voltov na vhod pretvornika. Ko je vhod pretvorniškega pretvornika 0 ali 0 voltov, je tranzistor NPN odprt in izhod (Q) je 1 ali +5 voltov, kateri koli pozitivni tok pa gre ven iz izhoda (Q).

Ko sta vhoda (A in B) vrat Xnor 1 ali +5 voltov, sta oba tranzistorja NPN zaprta in oba tranzistorja PNP sta odprta. Ko je vhod drugega pretvornika 1 ali +5 voltov, je NPN tranzistor je zaprt in izhod (Q) je 0 ali 0 voltov in vsak pozitivni tok gre skozi ozemljitev skozi tranzistor.

Drugo mesto v izzivu Nasveti in triki na področju elektronike