Portes de transistor lògic dual: 10 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Construeix portes de transistors una mica diferents de la majoria dels altres enginyers electrònics. La majoria de la gent quan construeix portes de transistors; construïu-los pensant només en una lògica positiva, però les portes dels CI tenen dues lògiques, la lògica positiva i la lògica negativa. I construeixo les meves portes del transistor amb una lògica positiva i negativa.

Tot i que hi ha vuit portes; Buffer, Inverter or Not, And, Nand, Or, Nor, Xor i Xnor, es fabriquen a partir de tres circuits de porta. I quan es construeixen portes lògiques dobles, els tres circuits que s’utilitzen per construir una porta són Inverter o Not, Nand i Nor, la resta de portes es fabriquen a partir de dues o més d’aquestes tres portes.

Per què construir portes de transistors? Doncs aquí teniu cinc raons per construir les vostres pròpies portes.

1. No tens la porta que necessites.

2. Voleu una porta que tingui més energia que un IC de porta estàndard.

3. Només voleu una porta i odieu malgastar la resta de portes de l'IC.

4. Cost, un inversor d’un transistor és inferior a 0,25 dòlars i un CI d’inversor hexagonal és d’1,00 o més.

5. Voleu entendre millor les portes.

Pas 1: Eines i peces

Les portes d’aquest instructiu són portes de ¼ watts si voleu construir portes amb una potència superior, necessitareu components de potència més elevada.

Filferros de pont

Taula de pa

Font d'alimentació

1 x SN74LS04 IC

2 x commutadors

2 x LEDs 1 vermell 1 verd

2 resistències de 820 Ω ¼ w

2 x 1 kΩ ¼ w resistències

3 x 10 kΩ ¼ w resistències

3 transistors d'ús general NPN, he utilitzat 2N3904.

2 x transistors d’ús general PNP, he utilitzat 2N3906.

Pas 2: Lògica dual

Quan mireu la taula de veritat d'una porta; com ara una porta d'entrada o de dues entrades, obtindreu una taula de veritat que té aquest aspecte. Aquesta és una taula de veritat positiva per a una porta O. Sota A i B hi ha les entrades a la porta i Q és la sortida. 1 representa un valor lògic d'1 o + 5 volts i 0 representa un valor lògic de 0 o 0 volts. Per tant, quan la majoria de la gent construeix una porta de transistors, la construeixen amb un valor lògic d’1 o + 5 volts i un valor lògic de 0 o sense volts. Però això no és el que passa amb la sortida d’una porta, en un CI.

Quan la sortida d’una porta passa del valor lògic 1 al valor lògic 0, la sortida d’aquesta porta va de + 5 volts amb el corrent que surt de la sortida a 0 volts amb el corrent que flueix a la sortida de la porta. El corrent inverteix la direcció. Quan s'utilitza el flux de corrent invertit, això s'anomena lògica negativa on 0 volts és - 1 valor lògic i + 5 volts és - 0 valor lògic.

El més fàcil és veure què fa això quan connecteu la sortida de qualsevol porta; a la base d’un transistor NPN i un transistor PNP, en sèrie amb un LED. Tot i que la sortida de la porta és de valor lògic 1 (5 volts), el transistor NPN està tancat i el LED en sèrie amb el transistor NPN s’encén. Quan la sortida de la porta passa del valor lògic 1 al valor lògic 0 (5 volts a 0 volts), el corrent inverteix la direcció i el transistor NPN s'obre quan el transistor PNP es tanca. Això apaga el LED en sèrie amb el transistor NPN i il·lumina el LED en sèrie amb el transistor PNP.

Les meves portes de transistors tenen la mateixa lògica dual que les portes dels circuits integrats. Tot i que la sortida de la porta és de valor lògic 1 (5 volts), el transistor NPN està tancat i el LED en sèrie amb el transistor NPN s’encén. Quan la sortida de la porta passa del valor lògic 1 al valor lògic 0 (5 volts a 0 volts), el corrent inverteix la direcció i el transistor NPN s'obre quan el transistor PNP es tanca. Això apaga el LED en sèrie amb el transistor NPN i il·lumina el LED en sèrie amb el transistor PNP.

Pas 3: No o Inverter Gate

Not o Inverter Gate és la primera de les 3 portes necessàries per fer les altres 5 portes.

Quan l'entrada, (A) de la porta del convertidor és de 0 o 0 volts, el transistor NPN està obert i la sortida, (Q) és d'1 o +5 volts i qualsevol corrent positiu surt de la sortida (Q).

Quan l'entrada, (A) de la porta del convertidor és d'1 o +5 volts, el transistor NPN es tanca i la sortida, (Q) és de 0 o 0 volts i qualsevol corrent positiu passa a terra a través del transistor.

Pas 4: Nand Gate

La porta Nand és la segona de les tres portes necessàries per fer les altres 5 portes.

Quan les entrades, (A i B) de la porta Nand són 0 o 0 volts, tots dos transistors NPN estan oberts i la sortida, (Q) és 1 o +5 volts i qualsevol corrent positiu surt de la sortida (Q).

Quan l'entrada, (A) de la porta Nand és d'1 o +5 volts, el transistor NPN de l'entrada A es tanca. I quan l'entrada, (B) de la porta Nand és de 0 o 0 volts, el transistor NPN de l'entrada B està obert i la sortida, (Q) és d'1 o +5 volts i qualsevol corrent positiu surt de la sortida (Q).

Quan l'entrada, (A) de la porta Nand és de 0 o 0 volts, el transistor NPN de l'entrada A està obert. I quan l'entrada, (B) de la porta Nand és d'1 o +5 volts, el transistor NPN de l'entrada B es tanca i la sortida, (Q) és d'1 o +5 volts i qualsevol corrent positiu surt de la sortida (Q).

Quan les entrades (A i B) de la porta Nand són d'1 o +5 volts, els dos transistors NPN estan tancats i la sortida, (Q) és de 0 o 0 volts i qualsevol corrent positiu passa a terra a través dels transistors.

Pas 5: Nor Gate

La porta Nor és la tercera de les tres portes necessàries per fer les altres 5 portes.

Quan les entrades, (A i B) de la porta Nor són 0 o 0 volts, tots dos transistors NPN estan oberts i la sortida, (Q) és d'1 o +5 volts i qualsevol corrent positiu surt de la sortida (Q).

Quan l'entrada, (A) de la porta Nor és d'1 o +5 volts, el transistor NPN de l'entrada A es tanca. I quan l’entrada, (B) de la porta Nor és de 0 o 0 volts, el transistor NPN de l’entrada B està obert i la sortida, (Q) és de 0 o 0 volts i qualsevol corrent positiu passa a terra a través del transistor de l’entrada A.

Quan l'entrada, (A) de la porta Nor és de 0 o 0 volts, el transistor NPN de l'entrada A està obert. I quan l'entrada, (B) de la porta Nor és d'1 o +5 volts, el transistor NPN de l'entrada B es tanca i la sortida, (Q) és de 0 o 0 volts i qualsevol corrent positiu passa a terra a través del transistor de B entrada.

Quan les entrades, (A i B) de la porta Nor són d’1 o +5 volts, els dos transistors NPN estan tancats i la sortida, (Q) és de 0 o 0 volts i qualsevol corrent positiu passa a terra a través de tots dos transistors.

Pas 6: memòria intermèdia

Un buffer utilitza dues de les mateixes portes; dues portes Not o Inverter en sèrie.

Quan l'entrada, (A) de la primera porta del convertidor és de 0 o 0 volts, el transistor NPN està obert i la sortida és d'1 o +5 volts a l'entrada del segon inversor. Quan l’entrada de la segona porta del convertidor és d’1 o +5 volts, el transistor NPN es tanca i la sortida (Q) és de 0 o 0 volts i qualsevol corrent positiu passa a terra a través del transistor.

Quan l'entrada, (A) de la primera porta del convertidor és d'1 o +5 volts, el transistor NPN es tanca i la sortida és de 0 o 0 volts a l'entrada del segon inversor. Quan l’entrada de la segona porta del convertidor és de 0 o 0 volts, el transistor NPN està obert i la sortida (Q) és d’1 o +5 volts i qualsevol corrent positiu surt de la sortida (Q).

Pas 7: I Porta

La porta And és una porta Nand i una porta Not o Inverter en sèrie.

Les entrades són les mateixes que la porta Nand, però la sortida és invertida per la porta Not o Inverter.

Quan les entrades (A i B) de la porta I són 0 o 0 volts, els dos transistors NPN estan oberts, la sortida de la primera porta és d'1 o +5 volts. Quan l’entrada de la porta del convertidor és d’1 o +5 volts, el transistor NPN es tanca i la sortida (Q) és de 0 o 0 volts i qualsevol corrent positiu passa a terra a través del transistor.

Quan l'entrada, (A) de la porta I és d'1 o +5 volts, el transistor NPN de l'entrada A es tanca. I quan l'entrada, (B) de la porta I és de 0 o 0 volts, el transistor NPN de l'entrada B està obert, la sortida de la primera porta és d'1 o +5 volts. Quan l’entrada de la porta del convertidor és d’1 o +5 volts, el transistor NPN es tanca i la sortida (Q) és de 0 o 0 volts i qualsevol corrent positiu passa a terra a través del transistor.

Quan l'entrada, (A) de la porta I és de 0 o 0 volts, el transistor NPN de l'entrada A està obert. I quan l'entrada, (B) de la porta I és d'1 o +5 volts, el transistor NPN de l'entrada B està tancat, la sortida de la primera porta és d'1 o +5 volts. Quan l’entrada de la porta del convertidor és d’1 o +5 volts, el transistor NPN es tanca i la sortida (Q) és de 0 o 0 volts i qualsevol corrent positiu passa a terra a través del transistor.

Quan les entrades (A i B) de la porta Nand són d'1 o +5 volts, els dos transistors NPN estan tancats i la sortida de la primera porta és de 0 o 0 volts. Quan l’entrada de la porta del convertidor és de 0 o 0 volts, el transistor NPN està obert i la sortida, (Q) és d’1 o +5 volts i qualsevol corrent positiu surt de la sortida (Q).

Pas 8: O Porta

La porta O és una porta Nor i una porta Not o Inverter en sèrie.

Les entrades són les mateixes que la porta Nor, però la sortida és invertida per la porta Not o Inverter.

Quan les entrades (A i B) de la porta O són 0 o 0 volts, tots dos transistors NPN estan oberts, la sortida de la primera porta és d'1 o +5 volts. Quan l’entrada de la porta del convertidor és d’1 o +5 volts, el transistor NPN es tanca i la sortida (Q) és de 0 o 0 volts i qualsevol corrent positiu passa a terra a través del transistor.

Quan l'entrada, (A) de la porta O és d'1 o +5 volts, el transistor NPN de l'entrada A es tanca. I quan l'entrada, (B) de la porta Nor és de 0 o 0 volts, el transistor NPN de l'entrada B està obert i la sortida de la primera porta és de 0 o 0 volts. Quan l’entrada de la porta del convertidor és de 0 o 0 volts, el transistor NPN està obert i la sortida, (Q) és d’1 o +5 volts i qualsevol corrent positiu surt de la sortida (Q).

Quan l'entrada, (A) de la porta O és de 0 o 0 volts, el transistor NPN de l'entrada A està obert. I quan l'entrada, (B) de la porta Nor és d'1 o +5 volts, el transistor NPN de l'entrada B es tanca i la sortida de la primera porta és de 0 o 0 volts. Quan l’entrada de la porta del convertidor és de 0 o 0 volts, el transistor NPN està obert i la sortida, (Q) és d’1 o +5 volts i qualsevol corrent positiu surt de la sortida (Q).

Quan les entrades (A i B) de la porta O són d'1 o +5 volts, els dos transistors NPN estan tancats i la sortida de la primera porta és de 0 o 0 volts. Quan l’entrada de la porta del convertidor és de 0 o 0 volts, el transistor NPN està obert i la sortida, (Q) és d’1 o +5 volts i qualsevol corrent positiu surt de la sortida (Q).

Pas 9: Nor Gate exclusiu (Xnor)

La porta exclusiva Nor es configura com dues portes Nand connectades en paral·lel com una porta Nor amb els dos transistors superiors transistors PNP.

Quan les entrades, (A i B) de la porta Xnor són 0 o 0 volts, tots dos transistors NPN estan oberts i els dos transistors PNP estan tancats. La sortida (Q) és d’1 o +5 volts i qualsevol corrent positiu surt de la sortida (Q).

Quan l'entrada, (A) de la porta Xnor és d'1 o +5 volts, el transistor NPN de l'entrada A es tanca i el transistor PNP està obert. Amb l'entrada, (B) de la porta Xnor és de 0 o 0 volts, el transistor PNP de l'entrada B està tancat i el transistor NPN està obert. La sortida (Q) és de 0 o 0 volts i qualsevol corrent positiu passa a terra a través dels transistors tancats.

Quan l'entrada, (A) de la porta Xnor és de 0 o 0 volts, el transistor NPN de l'entrada A està obert i el transistor PNP està tancat. Amb l'entrada, (B) de la porta Xnor és d'1 o +5 volts, el transistor PNP de l'entrada B està obert i el transistor NPN està tancat. La sortida (Q) és de 0 o 0 volts i qualsevol corrent positiu passa a terra a través dels transistors tancats.

Quan les entrades (A i B) de la porta Xnor són d'1 o +5 volts, els dos transistors NPN estan tancats i els dos transistors PNP estan oberts. La sortida (Q) és d’1 o +5 volts i qualsevol corrent positiu surt de la sortida (Q).

Pas 10: exclusiu o Gate (Xor)

L'exclusiva O porta; utilitza les tres portes clau, es configura com dues portes Nand connectades en paral·lel com una porta Nor amb els dos transistors superiors transistors PNP i una porta Not o Inverter en sèrie.

Les entrades de la porta Xor són les mateixes que la porta Xnor, però la sortida és invertida per la porta Not o Inverter.

Quan les entrades, (A i B) de la porta Xnor són 0 o 0 volts, tots dos transistors NPN estan oberts i els dos transistors PNP estan tancats i la sortida del primer conjunt de portes és d’1 o +5 volts. Quan l’entrada de la porta del convertidor és d’1 o +5 volts, el transistor NPN es tanca i la sortida (Q) és de 0 o 0 volts i qualsevol corrent positiu passa a terra a través del transistor.

Quan l'entrada, (A) de la porta Xnor és d'1 o +5 volts, el transistor NPN de l'entrada A es tanca i el transistor PNP està obert. Amb l'entrada, (B) de la porta Xnor és de 0 o 0 volts, el transistor PNP de l'entrada B està tancat i el transistor NPN està obert, 0 o 0 volts a l'entrada de l'inversor. Quan l’entrada de la porta del convertidor és de 0 o 0 volts, el transistor NPN està obert i la sortida, (Q) és d’1 o +5 volts i qualsevol corrent positiu surt de la sortida (Q).

Quan l'entrada, (A) de la porta Xnor és de 0 o 0 volts, el transistor NPN de l'entrada A està obert i el transistor PNP està tancat. Amb l'entrada, (B) de la porta Xnor és d'1 o +5 volts, el transistor PNP de l'entrada B està obert i el transistor NPN està tancat, 0 o 0 volts a l'entrada del convertidor. Quan l’entrada de la porta del convertidor és de 0 o 0 volts, el transistor NPN està obert i la sortida, (Q) és d’1 o +5 volts i qualsevol corrent positiu surt de la sortida (Q).

Quan les entrades, (A i B) de la porta Xnor són d’1 o +5 volts, els dos transistors NPN estan tancats i els dos transistors PNP estan oberts Quan l’entrada de la segona porta del convertidor és d’1 o +5 volts, la NPN el transistor està tancat i la sortida (Q) és de 0 o 0 volts i qualsevol corrent positiu passa a terra a través del transistor.

Accèssit al repte de trucs i consells electrònics