Dvostruka logička tranzistorska vrata: 10 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Ja gradim tranzistorska vrata malo drugačija od većine drugih inženjera elektronike. Većina ljudi kada gradi tranzistorska vrata; izgraditi ih samo s pozitivnom logikom na umu, međutim vrata u IC -ima imaju dvije logike, pozitivnu i negativnu logiku. I ja gradim svoja tranzistorska vrata s pozitivnom i negativnom logikom.

Iako postoji osam vrata; Međuspremnik, pretvarač ili ne, I, Nand, Ili, Nor, Xor i Xnor, izrađeni su od tri sklopa vrata. A kad gradite dvostruka logička vrata, tri kruga koja se koriste za izgradnju vrata su Inverter or Not, Nand i Nor, ostatak vrata izrađena su od dva ili više od ova tri vrata.

Zašto graditi tranzistorska vrata? Pa evo pet razloga za izgradnju vlastitih vrata.

1. Nemate potrebna vrata.

2. Želite vrata koja nose veću snagu od standardnih IC vrata.

3. Želite samo jedna vrata, a ne volite gubiti ostatak vrata na IC -u.

4. Trošak, jedan tranzistorski pretvarač je manji od 0,25 USD, a šesterokutni pretvarač IC je 1,00 USD i više.

5. Želite bolje razumjeti vrata.

Korak 1: Alati i dijelovi

Vrata u ovom Instructableu su vrata od ¼ vata ako želite izgraditi vrata s većom snagom, trebat će vam komponente jače snage.

Žice za kratkospojnike

Oglasna ploča

Napajanje

1 x SN74LS04 IC

2 x Prekidači

2 x LED diode 1 crvena 1 zelena

2 x 820 Ω ¼ w otpornika

2 x 1 kΩ ¼ w otpornika

3 x 10 kΩ resist w otpornika

3 x NPN tranzistora opće namjene, koristio sam 2N3904.

2 x PNP tranzistora opće namjene, koristio sam 2N3906.

Korak 2: Dvostruka logika

Kad pogledate tablicu istine na kapiji; kao što su dva ulaza Ili vrata, dobit ćete tablicu istine koja izgleda ovako. Ovo je tablica pozitivne istine za vrata Or. Pod A i B su ulazi na vrata i Q je izlaz. 1 predstavlja logičku vrijednost od 1 ili + 5 volti, a 0 predstavlja logičku vrijednost od 0 ili 0 volti. Dakle, kada većina ljudi izgradi vrata od tranzistora, oni grade logičku vrijednost od 1 ili + 5 volti i logičku vrijednost od 0 ili bez volti. Ali to se ne događa s izlazom vrata, u IC -u.

Kada izlaz vrata pređe iz logičke vrijednosti 1 u logičku vrijednost 0, izlaz te kapije ide s + 5 volti sa strujom koja izlazi iz izlaza na 0 volti sa strujom koja teče u izlaz vrata. Struja mijenja smjer. Kada koristite obrnuti tok struje, to se naziva negativna logika gdje je 0 volti - 1 logička vrijednost i + 5 volti je - 0 logička vrijednost.

Najlakše je vidjeti što to radi kada spojite izlaz bilo kojeg vrata; na bazu NPN tranzistora i PNP tranzistora, u nizu sa LED. Dok je izlaz vrata logičke vrijednosti 1, (5 Volti), NPN tranzistor je zatvoren i LED u nizu s NPN tranzistorom svijetli. Kad izlaz vrata pređe s logičke vrijednosti 1 na logičku vrijednost 0, (5 volti na 0 volti), struja mijenja smjer i NPN tranzistor se otvara kako se PNP tranzistor zatvara. Ovo isključuje LED u nizu s NPN tranzistorom i osvjetljava LED u nizu s PNP tranzistorom.

Moja tranzistorska vrata imaju istu dvojnu logiku kao i vrata u IC -ima. Dok je izlaz vrata logičke vrijednosti 1, (5 Volti), NPN tranzistor je zatvoren i LED u nizu s NPN tranzistorom svijetli. Kad izlaz vrata pređe s logičke vrijednosti 1 na logičku vrijednost 0, (5 volti na 0 volti), struja mijenja smjer i NPN tranzistor se otvara kako se PNP tranzistor zatvara. Ovo isključuje LED u nizu s NPN tranzistorom i osvjetljava LED u nizu s PNP tranzistorom.

Korak 3: Ne ili vrata pretvarača

Ne ili Inverterska vrata su prva od 3 vrata potrebna za izradu ostalih 5 vrata.

Kad je ulaz (A) vrata pretvarača 0 ili 0 volti, NPN tranzistor je otvoren, a izlaz, (Q) je 1 ili +5 volti i bilo koja pozitivna struja izlazi iz izlaza (Q).

Kad je ulaz (A) vrata pretvarača 1 ili +5 volti, NPN tranzistor je zatvoren, a izlaz, (Q) je 0 ili 0 volti i svaka pozitivna struja ide na zemlju kroz tranzistor.

Korak 4: Nand vrata

Nand vrata su druga od tri vrata potrebna za izradu ostalih 5 vrata.

Kad su ulazi, (A i B) vrata Nand 0 ili 0 volti, oba NPN tranzistora su otvorena i izlaz, (Q) je 1 ili +5 volti i bilo koja pozitivna struja izlazi iz izlaza (Q).

Kada je ulaz (A) vrata Nand 1 ili +5 volti, NPN tranzistor na ulazu A je zatvoren. A kad je ulaz (B) vrata Nand 0 ili 0 volti, NPN tranzistor na ulazu B je otvoren i izlaz, (Q) je 1 ili +5 volti i bilo koja pozitivna struja izlazi iz izlaza (Q).

Kada je ulaz (A) vrata Nand 0 ili 0 volti, NPN tranzistor na ulazu A je otvoren. A kad je ulaz (B) vrata Nand 1 ili +5 volti, NPN tranzistor na ulazu B je zatvoren i izlaz, (Q) je 1 ili +5 volti i bilo koja pozitivna struja izlazi iz izlaza (Q).

Kada su ulazi, (A i B) Nand vrata 1 ili +5 volti, oba NPN tranzistora su zatvorena, a izlaz, (Q) je 0 ili 0 volti i svaka pozitivna struja ide na zemlju kroz tranzistore.

Korak 5: Ni vrata

Nor vrata su treća od tri vrata potrebna za izradu ostalih 5 vrata.

Kad su ulazi, (A i B) Nor vrata jednaki 0 ili 0 volti, oba NPN tranzistora su otvorena i izlaz, (Q) je 1 ili +5 volti i bilo koja pozitivna struja izlazi iz izlaza (Q).

Kad je ulaz (A) vrata Nor 1 1 ili +5 volti, NPN tranzistor na ulazu A je zatvoren. A kada je ulaz (B) Nor gate -a 0 ili 0 volti, NPN tranzistor na ulazu B je otvoren i izlaz, (Q) je 0 ili 0 volti i svaka pozitivna struja ide na masu kroz tranzistor na ulazu A.

Kad je ulaz (A) vrata Nor 0 ili 0 volti, NPN tranzistor na ulazu A je otvoren. A kad je ulaz (B) Nor gate -a 1 ili +5 volti, NPN tranzistor na ulazu B je zatvoren i izlaz, (Q) je 0 ili 0 volti i bilo koja pozitivna struja ide na masu kroz tranzistor na B ulazni.

Kad su ulazi, (A i B) Nor vrata jednaki ili 5 volti, oba NPN tranzistora su zatvorena, a izlaz, (Q) je 0 ili 0 volti i svaka pozitivna struja ide na masu kroz oba tranzistori.

Korak 6: Međuspremnik

Međuspremnik koristi dva ista vrata; dva Ne ili Inverterska vrata u nizu.

Kad je ulaz (A) prvog vrata pretvarača 0 ili 0 volti, NPN tranzistor je otvoren, a izlaz je 1 ili +5 volti na ulazu drugog pretvarača. Kad je ulaz drugog vrata pretvarača 1 ili +5 volti, NPN tranzistor je zatvoren, a izlaz, (Q) je 0 ili 0 volti i svaka pozitivna struja ide na zemlju kroz tranzistor.

Kada je ulaz (A) prvog vrata pretvarača 1 ili +5 volti, NPN tranzistor je zatvoren, a izlaz je 0 ili 0 volti na ulazu drugog pretvarača. Kad je ulaz drugog vrata pretvarača 0 ili 0 volti, NPN tranzistor je otvoren i izlaz, (Q) je 1 ili +5 volti, a bilo koja pozitivna struja izlazi iz izlaza (Q).

Korak 7: I vrata

Vrata And su vrata Nand i vrata Ne ili Inverter u nizu.

Ulazi su isti kao vrata Nand, međutim izlaz se obrće pomoću vratašca Ne ili Invertera.

Kad su ulazi, (A i B) na vratima And 0 ili 0 volti, oba NPN tranzistora su otvorena, izlaz prvih vrata je 1 ili +5 volti. Kad je ulaz vrata pretvarača 1 ili +5 volti, NPN tranzistor je zatvoren, a izlaz, (Q) je 0 ili 0 volti, a svaka pozitivna struja ide na zemlju kroz tranzistor.

Kad je ulaz (A) And vrata 1 ili +5 volti, NPN tranzistor na ulazu A je zatvoren. A kad je ulaz (B) And vrata 0 ili 0 volti, NPN tranzistor na ulazu B je otvoren, izlaz prvog vrata je 1 ili +5 volti. Kada je ulaz vrata pretvarača 1 ili +5 volti, NPN tranzistor je zatvoren, a izlaz, (Q) je 0 ili 0 volti i svaka pozitivna struja ide na zemlju kroz tranzistor.

Kad je ulaz (A) And vrata 0 ili 0 volti, NPN tranzistor na ulazu A je otvoren. A kad je ulaz (B) And vrata 1 ili +5 volti, NPN tranzistor na ulazu B je zatvoren, izlaz prvog vrata je 1 ili +5 volti. Kada je ulaz vrata pretvarača 1 ili +5 volti, NPN tranzistor je zatvoren, a izlaz, (Q) je 0 ili 0 volti i svaka pozitivna struja ide na zemlju kroz tranzistor.

Kada su ulazi (A i B) Nand vrata 1 ili +5 volti, oba NPN tranzistora su zatvorena, a izlaz prvih vrata je 0 ili 0 volti. Kada je ulaz vrata pretvarača 0 ili 0 volti, NPN tranzistor je otvoren, a izlaz, (Q) je 1 ili +5 volti, a bilo koja pozitivna struja izlazi iz izlaza (Q).

Korak 8: Ili Vrata

Or vrata su vrata Nor i vrata Ne i inverter u nizu.

Ulazi su isti kao Nor vrata, međutim izlaz se obrće pomoću vrata Ne ili Invertera.

Kada su ulazi, (A i B) Or vrata 0 ili 0 volti, oba NPN tranzistora su otvorena, izlaz prvih vrata je 1 ili +5 volti. Kada je ulaz vrata pretvarača 1 ili +5 volti, NPN tranzistor je zatvoren, a izlaz, (Q) je 0 ili 0 volti i svaka pozitivna struja ide na zemlju kroz tranzistor.

Kada je ulaz (A) Or vrata 1 ili +5 volti, NPN tranzistor na ulazu A je zatvoren. A kad je ulaz (B) Nor vrata 0 ili 0 volti, NPN tranzistor na ulazu B je otvoren, a izlaz prvog vrata je 0 ili 0 volti. Kada je ulaz vrata pretvarača 0 ili 0 volti, NPN tranzistor je otvoren, a izlaz, (Q) je 1 ili +5 volti, a bilo koja pozitivna struja izlazi iz izlaza (Q).

Kada je ulaz (A) Or vrata 0 ili 0 volti, NPN tranzistor na ulazu A je otvoren. A kad je ulaz (B) Nor vrata jednak 1 ili +5 volti, NPN tranzistor na ulazu B je zatvoren, a izlaz prvog vrata je 0 ili 0 volti. Kada je ulaz vrata pretvarača 0 ili 0 volti, NPN tranzistor je otvoren, a izlaz, (Q) je 1 ili +5 volti i bilo koja pozitivna struja izlazi iz izlaza (Q).

Kada su ulazi (A i B) Or vrata 1 ili +5 volti, oba NPN tranzistora su zatvorena, a izlaz prvog vrata je 0 ili 0 volti. Kada je ulaz vrata pretvarača 0 ili 0 volti, NPN tranzistor je otvoren, a izlaz, (Q) je 1 ili +5 volti, a bilo koja pozitivna struja izlazi iz izlaza (Q).

Korak 9: Ekskluzivna niti vrata (Xnor)

Ekskluzivna vrata Nor konfigurirana su kao dva vrata Nand povezana paralelno kao vratašca Nor s dva vrhunska tranzistora PNP tranzistor.

Kada su ulazi (A i B) Xnor vrata 0 ili 0 volti, oba NPN tranzistora su otvorena, a oba PNP tranzistora su zatvorena. Izlaz, (Q) je 1 ili +5 volti i svaka pozitivna struja izlazi iz izlaza (Q).

Kad je ulaz (A) Xnor vrata 1 ili +5 volti, NPN tranzistor na ulazu A je zatvoren, a PNP tranzistor otvoren. S ulazom, (B) Xnor vrata je 0 ili 0 volti, PNP tranzistor na ulazu B je zatvoren, a NPN tranzistor otvoren. Izlaz, (Q) je 0 ili 0 volti i svaka pozitivna struja ide na masu kroz zatvorene tranzistore.

Kad je ulaz (A) Xnor vrata 0 ili 0 volti, NPN tranzistor na ulazu A je otvoren, a PNP tranzistor zatvoren. S ulazom, (B) Xnor vrata je 1 ili +5 volti, PNP tranzistor na ulazu B je otvoren, a NPN tranzistor zatvoren. Izlaz, (Q) je 0 ili 0 volti i svaka pozitivna struja ide na masu kroz zatvorene tranzistore.

Kad su ulazi (A i B) Xnor vrata 1 ili +5 volti, oba NPN tranzistora su zatvorena, a oba PNP tranzistora su otvorena. Izlaz, (Q) je 1 ili +5 volti i svaka pozitivna struja izlazi iz izlaza (Q).

Korak 10: Ekskluzivno ili vrata (Xor)

Ekskluzivna ili kapija; koristi sva tri ključna vrata, konfiguriran je kao dva Nand vrata povezana paralelno kao Nor vrata s dva gornja tranzistora PNP tranzistora i Ne ili Inverterskim vratima u nizu.

Ulazi Xor vrata isti su kao i vrata Xnor, međutim izlaz se obrće pomoću vrata Not ili Inverter.

Kad su ulazi, (A i B) Xnor vrata 0 ili 0 volti, oba NPN tranzistora su otvorena, a oba PNP tranzistora su zatvorena, a izlaz prvog skupa vrata je 1 ili +5 volti. Kad je ulaz vrata pretvarača 1 ili +5 volti, NPN tranzistor je zatvoren, a izlaz, (Q) je 0 ili 0 volti, a svaka pozitivna struja ide na zemlju kroz tranzistor.

Kad je ulaz (A) Xnor vrata 1 ili +5 volti, NPN tranzistor na ulazu A je zatvoren, a PNP tranzistor otvoren. S ulazom, (B) Xnor vrata je 0 ili 0 volti, PNP tranzistor na ulazu B je zatvoren, a NPN tranzistor otvoren, 0 ili 0 volti na ulaz pretvarača. Kada je ulaz vrata pretvarača 0 ili 0 volti, NPN tranzistor je otvoren, a izlaz, (Q) je 1 ili +5 volti, a bilo koja pozitivna struja izlazi iz izlaza (Q).

Kad je ulaz (A) Xnor vrata 0 ili 0 volti, NPN tranzistor na ulazu A je otvoren, a PNP tranzistor zatvoren. S ulazom, (B) Xnor vrata je 1 ili +5 volti, PNP tranzistor na ulazu B je otvoren, a NPN tranzistor zatvoren, 0 ili 0 volti na ulaz pretvarača. Kada je ulaz vrata pretvarača 0 ili 0 volti, NPN tranzistor je otvoren, a izlaz, (Q) je 1 ili +5 volti, a bilo koja pozitivna struja izlazi iz izlaza (Q).

Kada su ulazi, (A i B) Xnor vrata 1 ili +5 volti, oba NPN tranzistora su zatvorena, a oba PNP tranzistora su otvorena Kada je ulaz drugog vrata pretvarača 1 ili +5 volti, NPN tranzistor je zatvoren i izlaz, (Q) je 0 ili 0 volti i svaka pozitivna struja ide na zemlju kroz tranzistor.

Drugoplasirani u izazovu savjeta i trikova o elektronici