Dual Logic Transistor Gates: 10 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Jeg bygger transistorporter litt annerledes enn de fleste andre elektronikkingeniører. De fleste mennesker når de bygger transistorporter; bygge dem med bare positiv logikk i tankene, men porter i IC har to logikker, positiv logikk og negativ logikk. Og jeg bygger transistorportene mine med positiv og negativ logikk.

Selv om det er åtte porter; Buffer, Inverter or Not, And, Nand, Or, Nor, Xor og Xnor, de er laget av tre portkretser. Og når du bygger doble logiske porter, er de tre kretsene som brukes til å bygge en port Inverter or Not, Nand og Nor, resten av portene er laget av to eller flere av disse tre portene.

Hvorfor bygge transistorporter? Her er fem grunner til å bygge dine egne porter.

1. Du har ikke porten du trenger.

2. Du vil ha en port som har mer strøm enn en standard gate -IC.

3. Du vil bare ha en port, og du hater å kaste bort resten av portene på IC.

4. Kostnad, en transistor inverter er mindre enn $ 0,25 og en hex inverter IC er $ 1,00 og oppover.

5. Du vil forstå porter bedre.

Trinn 1: Verktøy og deler

Portene i denne instruksjonsboken er ¼ watt porter.

Jumper Wires

Brødbrett

Strømforsyning

1 x SN74LS04 IC

2 x brytere

2 x lysdioder 1 rød 1 grønn

2 x 820 Ω ¼ w motstander

2 x 1 kΩ ¼ w motstander

3 x 10 kΩ ¼ w motstander

3 x NPN generelle transistorer, jeg brukte 2N3904.

2 x PNP generelle transistorer, jeg brukte 2N3906.

Trinn 2: Dual Logic

Når du ser opp sannhetstabellen til en port; for eksempel en to -inngang eller gate, får du et sannhetstabell som ser slik ut. Dette er en positiv sannhetstabell for en Or -port. Under A og B er inngangene til porten og Q er utgangen. 1 representerer logisk verdi på 1 eller + 5 volt og 0 representerer en logisk verdi på 0 eller 0 volt. Så når de fleste bygger en port ut av transistorer, bygger de den logiske verdien på 1 eller + 5 volt og logikkverdien på 0 eller ingen volt. Men det er ikke det som skjer med utgangen til en gate, i en IC.

Når utgangen til en gate går fra logisk verdi 1 til logisk verdi 0, går utgangen til den porten fra + 5 volt med strømmen som strømmer ut av utgangen til 0 volt med strømmen som strømmer inn i porten. Strømmen snur retning. Når du bruker strømmen med reversert strøm kalles dette negativ logikk der 0 volt er - 1 logisk verdi og + 5 volt er - 0 logisk verdi.

Det er lettest å se hva dette gjør er når du kobler utgangen til en hvilken som helst gate; til bunnen av en NPN -transistor og en PNP -transistor, i serie med en LED. Mens utgangen til porten er logisk verdi 1, (5 volt), er NPN -transistoren lukket og lysdioden i serie med NPN -transistoren lyser. Når gate -utgangen går fra logisk verdi 1 til logisk verdi 0, (5 volt til 0 volt), reverserer strømmen retning og NPN -transistoren åpnes når PNP -transistoren lukkes. Dette slår av LED -en i serie med NPN -transistoren og lyser LED -en i serie med PNP -transistoren.

Transistorportene mine har samme doble logikk som portene i IC -er. Mens utgangen til porten er logisk verdi 1, (5 volt), er NPN -transistoren lukket og lysdioden i serie med NPN -transistoren lyser. Når gate -utgangen går fra logisk verdi 1 til logisk verdi 0, (5 volt til 0 volt), reverserer strømmen retning og NPN -transistoren åpnes når PNP -transistoren lukkes. Dette slår av LED -en i serie med NPN -transistoren og lyser LED -en i serie med PNP -transistoren.

Trinn 3: Not eller Inverter Gate

Not eller Inverter gate er den første av de 3 portene som trengs for å lage de andre 5 portene.

Når inngangen, (A) til inverterporten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren åpen og utgangen, (Q) er 1 eller +5 volt, og eventuell positiv strøm går ut av utgangen (Q).

Når inngangen, (A) til inverterporten er 1 eller +5 volt, er NPN -transistoren lukket og utgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og eventuell positiv strøm går til bakken gjennom transistoren.

Trinn 4: Nand Gate

Nand -porten er den andre av de tre portene som trengs for å lage de andre 5 portene.

Når inngangene, (A og B) til Nand -porten er 0 eller 0 volt, er begge NPN -transistorene åpne og utgangen, (Q) er 1 eller +5 volt og eventuell positiv strøm går ut av utgangen (Q).

Når inngangen, (A) til Nand -porten er 1 eller +5 volt, lukkes NPN -transistoren på A -inngangen. Og når inngangen, (B) til Nand -porten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren på B -inngangen åpen og utgangen, (Q) er 1 eller +5 volt og enhver positiv strøm går ut av utgangen (Q).

Når inngangen, (A) til Nand -porten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren på A -inngangen åpen. Og når inngangen, (B) til Nand -porten er 1 eller +5 volt, er NPN -transistoren på B -inngangen lukket og utgangen, (Q) er 1 eller +5 volt og enhver positiv strøm går ut av utgangen (Q).

Når inngangene, (A og B) til Nand -porten er 1 eller +5 volt, lukkes begge NPN -transistorene og utgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og eventuell positiv strøm går til bakken gjennom transistorene.

Trinn 5: Nor Gate

Nor -porten er den tredje av de tre portene som trengs for å lage de andre 5 portene.

Når inngangene, (A og B) til Nor -porten er 0 eller 0 volt, er begge NPN -transistorene åpne og utgangen, (Q) er 1 eller +5 volt og eventuell positiv strøm går ut av utgangen (Q).

Når inngangen, (A) til Nor -porten er 1 eller +5 volt, er NPN -transistoren på A -inngangen lukket. Og når inngangen, (B) til Nor -porten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren på B -inngangen åpen og utgangen, (Q) er 0 eller 0 volt og enhver positiv strøm går til bakken gjennom transistoren på A -inngang.

Når inngangen, (A) til Nor -porten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren på A -inngangen åpen. Og når inngangen, (B) til Nor -porten er 1 eller +5 volt, er NPN -transistoren på B -inngangen lukket og utgangen, (Q) er 0 eller 0 volt og enhver positiv strøm går til bakken gjennom transistoren på B input.

Når inngangene, (A og B) til Nor -porten er 1 eller +5 volt, lukkes begge NPN -transistorene og utgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og eventuell positiv strøm går til bakken gjennom begge transistorer.

Trinn 6: Buffer

En buffer bruker to av de samme portene; to Not eller Inverter porter i serie.

Når inngangen, (A) til den første inverterporten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren åpen og utgangen er 1 eller +5 volt til inngangen til den andre omformeren. Når inngangen til den andre inverterporten er 1 eller +5 volt, er NPN -transistoren lukket og utgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og eventuell positiv strøm går til bakken gjennom transistoren.

Når inngangen, (A) til den første inverterporten er 1 eller +5 volt, er NPN -transistoren lukket og utgangen er 0 eller 0 volt til inngangen til den andre omformeren. Når inngangen til den andre inverterporten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren åpen og utgangen, (Q) er 1 eller +5 volt, og eventuell positiv strøm går ut (Q).

Trinn 7: And Gate

And -porten er en Nand -port og en Not- eller Inverter -port i serie.

Inngangene er de samme som Nand -porten, men utgangen reverseres av Not- eller Inverter -porten.

Når inngangene, (A og B) til And -porten er 0 eller 0 volt, er begge NPN -transistorene åpne, er utgangen til den første porten 1 eller +5 volt. Når inngangen til inverterporten er 1 eller +5 volt, er NPN -transistoren lukket og utgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og eventuell positiv strøm går til bakken gjennom transistoren.

Når inngangen, (A) til And -porten er 1 eller +5 volt, er NPN -transistoren på A -inngangen lukket. Og når inngangen, (B) til And -porten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren på B -inngangen åpen, er utgangen til den første porten 1 eller +5 volt. Når inngangen til inverterporten er 1 eller +5 volt, er NPN -transistoren lukket og utgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og eventuell positiv strøm går til bakken gjennom transistoren.

Når inngangen, (A) til And -porten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren på A -inngangen åpen. Og når inngangen, (B) til And -porten er 1 eller +5 volt, er NPN -transistoren på B -inngangen lukket, er utgangen til den første porten 1 eller +5 volt. Når inngangen til inverterporten er 1 eller +5 volt, er NPN -transistoren lukket og utgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og eventuell positiv strøm går til bakken gjennom transistoren.

Når inngangene, (A og B) til Nand -porten er 1 eller +5 volt, lukkes begge NPN -transistorer og utgangen til den første porten er 0 eller 0 volt. Når inngangen til inverterporten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren åpen og utgangen, (Q) er 1 eller +5 volt, og eventuell positiv strøm går ut (Q).

Trinn 8: Eller Gate

Or -porten er en Nor -port og en Not- eller Inverter -port i serie.

Inngangene er de samme som Nor -porten, men utgangen reverseres av Not- eller Inverter -porten.

Når inngangene, (A og B) til Or -porten er 0 eller 0 volt, er begge NPN -transistorene åpne, er utgangen til den første porten 1 eller +5 volt. Når inngangen til inverterporten er 1 eller +5 volt, er NPN -transistoren lukket og utgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og eventuell positiv strøm går til bakken gjennom transistoren.

Når inngangen, (A) til Or -porten er 1 eller +5 volt, er NPN -transistoren på A -inngangen lukket. Og når inngangen, (B) til Nor -porten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren på B -inngangen åpen og utgangen til den første porten er 0 eller 0 volt. Når inngangen til inverterporten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren åpen og utgangen, (Q) er 1 eller +5 volt, og eventuell positiv strøm går ut (Q).

Når inngangen, (A) til Or -porten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren på A -inngangen åpen. Og når inngangen, (B) til Nor -porten er 1 eller +5 volt, er NPN -transistoren på B -inngangen lukket og utgangen til den første porten er 0 eller 0 volt. Når inngangen til inverterporten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren åpen og utgangen, (Q) er 1 eller +5 volt, og eventuell positiv strøm går ut (Q).

Når inngangene, (A og B) til Or -porten er 1 eller +5 volt, lukkes begge NPN -transistorer og utgangen til den første porten er 0 eller 0 volt. Når inngangen til inverterporten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren åpen og utgangen, (Q) er 1 eller +5 volt, og eventuell positiv strøm går ut (Q).

Trinn 9: Eksklusiv Nor Gate (Xnor)

Exclusive Nor -porten er konfigurert som to Nand -porter koblet parallelt som en Nor -port med de to øverste transistorene PNP -transistorer.

Når inngangene, (A og B) til Xnor -porten er 0 eller 0 volt, er begge NPN -transistorer åpne og begge PNP -transistorer er lukket. Utgangen, (Q) er 1 eller +5 volt, og eventuell positiv strøm går ut av utgangen (Q).

Når inngangen, (A) til Xnor -porten er 1 eller +5 volt, er NPN -transistoren på A -inngangen lukket og PNP -transistoren er åpen. Med inngangen er (B) på Xnor -porten 0 eller 0 volt PNP -transistoren på B -inngangen er lukket og NPN -transistoren er åpen. Utgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og eventuell positiv strøm går til bakken gjennom de lukkede transistorene.

Når inngangen, (A) til Xnor -porten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren på A -inngangen åpen og PNP -transistoren er lukket. Med inngangen er (B) på Xnor -porten 1 eller +5 volt PNP -transistoren på B -inngangen er åpen og NPN -transistoren er lukket. Utgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og eventuell positiv strøm går til bakken gjennom de lukkede transistorene.

Når inngangene, (A og B) til Xnor -porten er 1 eller +5 volt, lukkes begge NPN -transistorer og begge PNP -transistorer er åpne. Utgangen, (Q) er 1 eller +5 volt, og eventuell positiv strøm går ut av utgangen (Q).

Trinn 10: Eksklusiv eller Gate (Xor)

The Exclusive Or -porten; bruker alle de tre nøkkelportene, er den konfigurert som to Nand -porter koblet parallelt som en Nor -port med de to øverste transistorene PNP -transistorer og en Not eller Inverter -port i serie.

Xor -inngangene er de samme som Xnor -portene, men utgangen reverseres av Not- eller Inverter -porten.

Når inngangene, (A og B) til Xnor -porten er 0 eller 0 volt, er begge NPN -transistorer åpne og begge PNP -transistorer er lukket og utgangen til det første settet med porter er 1 eller +5 volt. Når inngangen til inverterporten er 1 eller +5 volt, er NPN -transistoren lukket og utgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og eventuell positiv strøm går til bakken gjennom transistoren.

Når inngangen, (A) til Xnor -porten er 1 eller +5 volt, er NPN -transistoren på A -inngangen lukket og PNP -transistoren er åpen. Med inngangen er (B) på Xnor -porten 0 eller 0 volt PNP -transistoren på B -inngangen er lukket og NPN -transistoren er åpen, 0 eller 0 volt til inngangen til omformeren. Når inngangen til inverterporten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren åpen og utgangen, (Q) er 1 eller +5 volt, og eventuell positiv strøm går ut (Q).

Når inngangen, (A) til Xnor -porten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren på A -inngangen åpen og PNP -transistoren er lukket. Med inngangen er (B) på Xnor -porten 1 eller +5 volt PNP -transistoren på B -inngangen er åpen og NPN -transistoren er lukket, 0 eller 0 volt til inngangen til omformeren. Når inngangen til inverterporten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren åpen og utgangen, (Q) er 1 eller +5 volt, og eventuell positiv strøm går ut (Q).

Når inngangene, (A og B) til Xnor -porten er 1 eller +5 volt, lukkes begge NPN -transistorer og begge PNP -transistorer er åpne Når inngangen til den andre inverterporten er 1 eller +5 volt, NPN transistoren er lukket og utgangen, (Q) er 0 eller 0 volt og eventuell positiv strøm går til bakken gjennom transistoren.

Andreplass i elektronikkens tips og triks -utfordring