Dvostruka logička tranzistorska vrata: 10 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Ja gradim tranzistorska vrata malo drugačija od većine drugih inženjera elektronike. Većina ljudi gradi tranzistorska vrata; izgradite 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 kapija; Međuspremnik, pretvarač ili ne, I, Nand, Ili, Nor, Xor i Xnor, napravljeni su od tri strujna kola. A kad gradite dvostruka logička vrata, tri kola koja se koriste za izgradnju vrata su Inverter or Not, Nand i Nor, ostatak vrata je napravljen od dvije ili više od ove tri kapije.

Zašto graditi tranzistorska vrata? Evo pet razloga za izgradnju vlastitih vrata.

1. Nemate potrebnu kapiju.

2. Želite kapiju koja nosi veću snagu od standardne IC kapije.

3. Želite samo jednu kapiju, a ne volite gubiti ostatak kapija na IC -u.

4. Cijena jednog tranzistorskog pretvarača je manja od 0,25 USD, a šestougaoni pretvarač IC 1,00 USD i više.

5. Želite bolje razumjeti kapije.

Korak 1: Alati i dijelovi

Kapije u ovom Instructable -u su kapije od ¼ vata ako želite izgraditi kapije sa većom snagom, trebat će vam komponente jače snage.

Džemper žice

Breadboard

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 resist w otpornici

3 x 10 kΩ resist w otpornici

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

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

Korak 2: Dvostruka logika

Kada pogledate tabelu istine na kapiji; kao što su dva ulaza ili kapija, dobit ćete tablicu istine koja izgleda ovako. Ovo je pozitivna tablica istine za Or kapiju. 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 kapije, u IC -u.

Kada izlaz kapije pređe iz logičke vrijednosti 1 u logičku vrijednost 0, izlaz te kapije ide s + 5 volti sa strujom koja izlazi na izlaz na 0 volti sa strujom koja teče u izlaz kapije. 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 šta ovo radi kada spojite izlaz bilo koje kapije; na bazu NPN tranzistora i PNP tranzistora, serijski sa LED diodom. Dok je izlaz kapije 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 sa NPN tranzistorima i pali LED u seriji sa PNP tranzistorima.

Moja tranzistorska vrata imaju istu dvostruku logiku kao i vrata u IC -ima. Dok je izlaz kapije 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 tranzistorima.

Korak 3: Ne ili vrata pretvarača

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

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

Kada je ulaz (A) kapije pretvarača 1 ili +5 volti, NPN tranzistor je zatvoren, a izlaz, (Q) je 0 ili 0 volti i svaka pozitivna struja ide na masu 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) Nand vrata 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) Nand vrata 1 ili +5 volti, NPN tranzistor na ulazu A je zatvoren. A kad je ulaz (B) Nand vrata 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) Nand vrata 0 ili 0 volti, NPN tranzistor na ulazu A je otvoren. A kada je ulaz (B) Nand vrata 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).

Kad 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 kapija

Nor kapija je treća od tri kapije potrebne za izradu ostalih 5 kapija.

Kad su ulazi, (A i B) Nor gate -a 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) Nor gate -a 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 B ulazu je otvoren i izlaz, (Q) je 0 ili 0 volti i svaka pozitivna struja ide na masu kroz tranzistor na A ulazu.

Kada je ulaz (A) Nor gate -a 0 ili 0 volti, NPN tranzistor na A ulazu je otvoren. A kada 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 zemlju kroz tranzistor na B ulaz.

Kad su ulazi, (A i B) Nor gate -a 1 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: Bafer

Međuspremnik koristi dvije iste kapije; dvije Ne ili Inverterske kapije u nizu.

Kada 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, a izlaz (Q) je 1 ili +5 volti i bilo koja pozitivna struja izlazi iz izlaza (Q).

Korak 7: I kapija

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

Ulazi su isti kao i Nand vrata, međutim izlaz se obrće pomoću vrata Ne ili pretvarača.

Kada su ulazi, (A i B) And vrata 0 ili 0 volti, oba NPN tranzistora su otvorena, izlaz prve kapije je 1 ili +5 volti. Kada je ulaz kapije 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) And gate -a 1 ili +5 volti, NPN tranzistor na A ulazu je zatvoren. A kada je ulaz (B) And vrata 0 ili 0 volti, NPN tranzistor na B ulazu je otvoren, izlaz prve kapije je 1 ili +5 volti. Kada je ulaz kapije pretvarača 1 ili +5 volti, NPN tranzistor je zatvoren, a izlaz, (Q) je 0 ili 0 volti i svaka pozitivna struja ide na masu kroz tranzistor.

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

Kada su ulazi (A i B) Nand vrata 1 ili +5 volti, oba NPN tranzistora su zatvorena, a izlaz prve kapije je 0 ili 0 volti. Kada je ulaz kapije 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).

Korak 8: Ili kapija

Or gate su Nor vrata i Ne ili Inverterska vrata u nizu.

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

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

Kada je ulaz (A) Or vrata 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 B ulazu je otvoren, a izlaz prvog vrata je 0 ili 0 volti. Kada je ulaz kapije 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 je ulaz (A) Or vrata 0 ili 0 volti, NPN tranzistor na A ulazu je otvoren. A kada je ulaz (B) Nor gate -a 1 ili +5 volti, NPN tranzistor na B ulazu je zatvoren, a izlaz prvog vrata je 0 ili 0 volti. Kada je ulaz kapije 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 prve kapije je 0 ili 0 volti. Kada je ulaz kapije 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).

Korak 9: Ekskluzivna kapija Nor (Xnor)

Ekskluzivna kapija Nor konfigurirana je kao dva vrata Nand povezana paralelno kao vratašca Nor s dva gornja tranzistora PNP tranzistora.

Kada su ulazi (A i B) Xnor kapije 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).

Kada je ulaz (A) Xnor kapije 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.

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

Kada 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 kapija (Xor)

Ekskluzivna ili kapija; koristi sva tri ključna vrata, konfiguriran je kao dva Nand vrata povezana paralelno kao Nor vrata sa dva gornja tranzistora PNP tranzistorima i Not ili Inverterskim vratima u seriji.

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

Kada 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. Kada je ulaz kapije pretvarača 1 ili +5 volti, NPN tranzistor je zatvoren, a izlaz, (Q) je 0 ili 0 volti i svaka pozitivna struja ide na masu kroz tranzistor.

Kada je ulaz (A) Xnor kapije 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 kapije 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 je ulaz (A) Xnor vrata 0 ili 0 volti, NPN tranzistor na A ulazu 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 kapije 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) Xnor vrata 1 ili +5 volti, oba NPN tranzistora su zatvorena, a oba PNP tranzistora su otvorena Kada je ulaz druge kapije 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 Savjeti i trikovi za elektroniku