Proiectarea nu poarta folosind tranzistori

Un circuit integrat sau IC este o combinație de multe circuite mici într-un pachet mic care împreună îndeplinește o sarcină comună. De exemplu, un amplificator operațional sau 555 Timer IC este construit printr-o combinație de numeroase tranzistoare, flip-flops, porți logice și alte circuite digitale combinaționale. În mod similar, un Flip-Flop poate fi construit folosind o combinație de porți logice, iar porțile logice în sine pot fi construite folosind câțiva tranzistori.

În fiecare IC, blocul de bază va fi porțile logice ale căror ieșiri sunt fie mari (1), fie valori mici (0). Aceste porți logice vor intra sub circuite digitale. Există diferite tipuri de porți logice, acestea sunt AND, OR, NOT, NAND, NOR gate, X-OR gate și X-NOR gate. Dintre acestea, AND, OR, NOT sunt porți de bază, în timp ce porțile NOR și NAND sunt numite porți universale. În timp ce fiecare poartă logică este disponibilă ca un pachet IC gata de utilizare, este de asemenea posibil să le construiți folosind un articol simplu. Am construit deja o poartă AND folosind tranzistorul și o poartă SAU folosind tranzistorul, urmând ca în acest articol să nu construim poarta NU folosind tranzistorul BJT. Înainte de a începe, să înțelegem elementele de bază ale NO gate și ale tranzistoarelor cu funcționarea lor.

NU poartă elementele de bază și funcționează

NOT gate este cea mai simplă poartă în comparație cu porțile logice digitale rămase. Simbolul poarta NU este prezentat mai jos, împreună cu tabelul de adevăr NU poarta. Are o intrare și o ieșire.

Ecuația NOT Poarta Boolean poate fi scris ca Y =, producția va fi redusă atunci când intrarea este ridicată, iar ieșirea va fi ridicată atunci când intrarea este scăzută.

Tranzistor - Noțiuni de bază și funcționare

Vom învăța despre tranzistoare, deoarece vom construi o poartă NU folosind BC547, care este un tranzistor NPN. Un tranzistor este o conexiune back to back a unei diode. O diodă este un dispozitiv semiconductor, care este dopat cu impurități pentru a-l face fie de tip p, fie de tip n, în funcție de tipurile de impurități utilizate în dopaj. Când aceste diode sunt conectate înapoi la conexiunea din spate, ele formează un tranzistor. În funcție de care sunt conectate ambele părți, tranzistoarele sunt de două tipuri și anume tranzistorul NPN și tranzistorul PNP.

Diferența dintre circuit este că la conectarea terminalelor de alimentare, terminalul emițător al tranzistorului PNP este conectat la terminalul pozitiv, iar pentru tranzistorul NPN, terminalul pozitiv este dat terminalului colector. De acum înainte, subiectul va fi discutat doar pe baza tranzistorului NPN.

Cazul 1: Când tensiunea de bază este mai mică decât tensiunea emițătorului, fluxul de electroni de la emițător la colector este blocat de joncțiunea PN (acest curent este curent electric care curge de la terminal negativ la terminal pozitiv în timp ce curentul convențional curge de la terminal pozitiv la negativ terminal) deoarece acționează acum în polarizare inversă.

Cazul 2: Când tensiunea de bază este mai mare decât tensiunea emițătorului (Vb> 0,6v), joncțiunea se reduce și acest lucru permite fluxul de curent de la terminalul emițătorului la terminalul colectorului. Tranzistorul trebuie să funcționeze într-o regiune de saturație, deoarece oferă o cădere de tensiune scăzută în regiunea de saturație.

Diagrama circuitului

Circuitul pentru poarta NU folosind un tranzistor este dat mai jos. Circuitul a fost proiectat și simulat folosind software-ul Proteus.

Am luat tensiunea de alimentare ca 9V și vreau să trimit 9mA la led, așa că am folosit 100 ohmi pentru a limita curentul. Același curent trebuie să curgă în tranzistorul I _c = 9mA. Hfe-ul tranzistorului este de 100, deci valoarea I _b ar trebui să fie de 0,09mA. Deoarece I _b este 0,09mA, valoarea rezistorului de bază ar trebui să fie de 10k ohmi.

Figura de mai jos arată fluxul de curent în ambele cazuri.

Cazul 1:-

Când comutatorul este într-o stare oprită, curentul la bază este zero și tranzistorul acționează ca un circuit deschis datorită acestor curenți care circulă în direcția LED-ului și ledul începe să aprindă.

Cazul 2: -

Când comutatorul este în starea ON, curentul către bază începe să curgă, iar acest lucru face ca tranzistorul să acționeze ca un scurtcircuit, iar pe măsură ce curentul alege cea mai mică rezistență, care este acum furnizată de tranzistor, va curge în acea cale și LED-ul va fi dezactivat.

Prin urmare, ambele cazuri au aceleași intrări și ieșiri care urmează tabelul de adevăr NOT gate. Astfel, am construit o poartă NU logică folosind un tranzistor. Sper că ați înțeles tutorialul și v-a plăcut să învățați ceva nou. Funcționarea completă a setului poate fi găsită în videoclipul de mai jos. Dacă aveți întrebări, lăsați-le în secțiunea de comentarii de mai jos sau folosiți forumurile noastre pentru alte întrebări tehnice.