Pagdidisenyo ng at gate gamit ang mga transistor

Tulad ng marami sa atin na nakakaalam ng isang Integrated Circuit o IC ay isang kumbinasyon ng maraming maliliit na circuit sa isang maliit na pakete na magkakasama na gumaganap ng isang comman task. Tulad ng isang Operational Amplifier o 555 Timer IC ay itinayo ng kombinasyon ng maraming mga Transistor, Flip-Flops, Logic Gates at iba pang mga kombinasyong digital na circuit. Gayundin ang isang Flip-Flop ay maaaring maitayo sa pamamagitan ng paggamit ng isang kumbinasyon ng Logic Gates at ang Logic Gates mismo ay maaaring mabuo sa pamamagitan ng paggamit ng ilang mga Transistor.

Ang Logic Gates ay mga pangunahing kaalaman ng maraming digital electronic circuit. Mula sa pangunahing Flip-Flops hanggang sa Microcontrollers Ang mga gate ng lohika ay bumubuo ng napapailalim na prinsipyo sa kung paano nakaimbak at napoproseso ang mga piraso. Inilahad nila ang ugnayan sa pagitan ng bawat pag-input at output ng isang system na gumagamit ng isang Logmetic na lohika. Mayroong maraming iba't ibang mga uri ng mga gate ng lohika at ang bawat isa sa kanila ay may iba't ibang lohika na magagamit para sa iba't ibang mga layunin. Ngunit ang pokus ng artikulong ito ay sa AND Gate dahil sa paglaon ay magtatayo kami ng isang AND Gate gamit ang isang BJT transistor circuit. Nakakaganyak diba? Magsimula na tayo.

AT Logic Gate

AT ang gate ng lohika ay isang hugis-D na gate ng lohika na may dalawang mga input at isang solong output, kung saan ang hugis D sa pagitan ng input at output ay ang circuit ng lohika. Ang ugnayan sa pagitan ng mga halaga ng pag-input at output ay maaaring ipaliwanag gamit ang AND Gate Truth Table na ipinakita sa ibaba.

Ang output ng mga equation ay maaaring madaling ipaliwanag gamit ang AND Gate Boolean Equation, na Q = A x B o Q = AB. Samakatuwid, para sa isang AND Gate ang output ay TAAS lamang kapag ang parehong mga input ay TAAS.

Transistor

Ang transistor ay isang aparato na semiconductor na may tatlong mga terminal na maaaring konektado sa isang panlabas na circuit. Ang aparato ay maaaring magamit bilang isang switch at din bilang isang amplifier upang baguhin ang mga halaga o makontrol ang pagpasa ng isang de-koryenteng signal.

Para sa pagbuo ng isang AND gate ng lohika gamit ang isang transistor gagamitin namin ang BJT transistors na maaaring higit na maiuri sa dalawang uri: PNP at NPN - Bipolar Junction Transistors. Ang simbolo ng circuit para sa bawat isa sa kanila ay makikita sa ibaba.

Ipapaliwanag sa iyo ng artikulong ito, kung paano bumuo ng AND Gate circuit gamit ang transistor. Ang lohika ng isang AND gate ay ipinaliwanag na sa itaas at upang bumuo ng isang AND gate gamit ang isang transistor susundan namin ang parehong talahanayan ng katotohanan na ipinakita sa itaas.

Kinakailangan ang Circuit Diagram at Mga Bahagi

Ang listahan ng mga sangkap na kinakailangan upang bumuo ng isang AND gate gamit ang isang NPN transistor ay nakalista sa mga sumusunod:

1. Dalawang transistor ng NPN. (Maaari mo ring gamitin ang PNP transistor kung magagamit)
2. Dalawang 10KΩ resistors at isang 4-5KΩ resistor.
3. Isang LED (Light Emitting Diode) upang suriin ang output.
4. Isang Breadboard.
5. Isang supply ng + 5V Lakas.
6. Dalawang mga pindutan ng PUSH.
7. Mga Koneksyon sa Mga Wires.

Ang circuit ay kumakatawan sa parehong mga input A & B para sa AND gate at Output, Q na mayroon ding isang + 5V supply sa kolektor ng unang transistor na konektado sa serye sa pangalawang transistor at isang LED ay konektado sa emitter terminal ng ang pangalawang transistor. Ang mga input na A & B ay konektado sa base terminal ng Transistor 1 at Transistor 2, ayon sa pagkakabanggit at ang output Q ay papunta sa positibong terminal na LED. Ang diagram sa ibaba ay kumakatawan sa circuit na ipinaliwanag sa itaas upang makabuo ng isang AND gate gamit ang NPN Transistor.

Ang Transistors na ginamit sa tutorial na ito ay BC547 NPN Transistor at idinagdag sa lahat ng nabanggit na mga sangkap sa circuit, tulad ng ipinakita sa ibaba.

Kung wala ka ng mga push button, maaari mo ring gamitin ang mga wire bilang isang switch sa pamamagitan ng pagdaragdag o pag-aalis ng mga ito kahit kailan kinakailangan (sa halip na pindutin ang swtich). Ang pareho ay makikita sa video kung saan gagamitin ko ang mga wire bilang isang switch na konektado sa base terminal para sa parehong mga transistor.

Ang parehong circuit kapag binuo gamit ang nabanggit sa itaas na mga bahagi ng hardware, ang circuit ay magmukhang isang bagay tulad ng sa imahe sa ibaba.

Paggawa ng And Gate gamit ang Transistor

Dito ay gagamitin namin ang transistor bilang isang switch at sa gayon, kapag ang isang boltahe ay inilapat sa pamamagitan ng isang terminal ng Kolektor ng transistor ng NPN, ang boltahe ay umaabot lamang sa Emitter Junction kapag ang Base Junction ay nagkakaroon ng isang supply ng boltahe sa pagitan ng 0V at Boltahe ng Kolektor.

Katulad nito, ang circuit sa itaas ay gagawin ang LED glow ie ang output ay 1 (Mataas) lamang kapag ang parehong mga input ay 1 (Mataas) ibig sabihin kapag mayroong isang supply ng boltahe sa base terminal ng parehong mga transistors. Ibig sabihin, magkakaroon ng isang tuwid na kasalukuyang linya ng landas mula sa VCC (+ 5V supply ng kuryente) sa LED at higit pa sa lupa. Magpahinga sa lahat ng mga kaso, ang output ay 0 (Mababa) at ang LED ay MATAPOS. Ang lahat ng ito ay maaaring ipaliwanag nang mas detalyado sa pamamagitan ng pag-unawa sa bawat kaso nang paisa-isa.

Kaso 1: Kapag ang parehong mga input ay zero - A = 0 & B = 0.

Kapag ang parehong mga input na A & B ay 0, hindi mo kailangang pindutin ang anuman sa mga pushbuttons sa kasong ito. Kung hindi mo ginagamit ang mga pindutan ng push pagkatapos alisin ang mga wire na konektado, ang mga pindutan ng pindutan at ang batayang terminal ng parehong mga transistor. Kaya, nakakuha kami ng parehong mga input na A & B bilang 0 at ngayon kailangan naming suriin para sa output, na dapat ding 0 ayon sa talahanayan ng katotohanan ng AND gate.

Ngayon, kapag ang isang boltahe ay ibinibigay sa pamamagitan ng terminal ng kolektor ng Transistor 1, ang emitter ay hindi nakatanggap ng anumang input dahil ang pangunahing halaga ng terminal ay 0. Katulad nito, ang emitter ng transistor 1 na konektado sa kolektor ng Transistor 2, hindi nagbibigay ng kasalukuyang o boltahe at din ang base terminal na halaga ng transistor 2 ay 0. Kaya, ang emitter ng 2 ^{nd na} transistor ay naglalabas ng halagang 0 at bilang isang resulta, ang LED ay MAOON.

Kaso 2: Kapag ang mga input ay - A = 0 & B = 1.

Sa pangalawang kaso, kapag ang mga input ay A = 0 & B = 1, ang circuit ay may unang input bilang 0 (Mababa) at ang pangalawang input bilang 1 (Mataas) sa base ng transistor 1 & 2, ayon sa pagkakabanggit. Ngayon, kapag ang isang supply ng 5V ay naipasa sa kolektor ng unang transistor, kung gayon walang pagbabago sa phase shift ng transistor dahil ang base terminal ay mayroong 0 input. Alin ang pumasa sa 0 na halaga sa emitter at ang emitter ng unang transistor ay konektado sa kolektor ng pangalawang transistor sa serye, kaya ang 0 na halaga ay napupunta sa kolektor ng pangalawang transistor.

Ngayon, ang pangalawang transistor ay may mataas na halaga sa base, kaya papayagan nito ang parehong halagang natanggap sa kolektor na pumasa sa emitter. Ngunit dahil ang halaga ay 0 sa collector terminal ng pangalawang transistor, iyon ang dahilan kung bakit ang emitter ay magiging 0 din at ang LED na konektado sa emitter ay hindi mamula.

Kaso 3: Kapag ang mga input ay - A = 1 & B = 0.

Dito, ang input ay 1 (mataas) para sa unang base ng transistor at mababa para sa pangalawang base ng transistor. Kaya, ang kasalukuyang landas ay magsisimula mula sa 5V power supply sa kolektor ng pangalawang transistor na dumadaan sa kolektor at emitter ng unang transistor dahil ang base terminal na halaga ay mataas para sa unang transistor.

Ngunit sa pangalawang transistor, ang base terminal na halaga ay 0 at sa gayon, walang kasalukuyang pumasa mula sa kolektor hanggang sa emitter ng pangalawang transistor at bilang isang resulta, ang humantong ay magiging OFF lamang.

Kaso 4: Kapag ang parehong mga input ay iisa - A = 1 & B = 1.

Ang huling kaso at dito kapwa ang mga input ay dapat na mataas na konektado sa mga base terminal ng parehong transistors. Nangangahulugan ito na tuwing ang isang kasalukuyang o boltahe ay dumaan sa kolektor ng parehong mga transistors, ang base ay umabot sa saturation nito at ang transistor ay nagsasagawa.

Praktikal na nagpapaliwanag, kapag ang isang supply ng + 5V ay ibinibigay sa terminal ng kolektor ng transistor 1 at pati na rin ang base terminal ay puspos pagkatapos, ang emitter terminal ay makakatanggap ng isang mataas na output dahil ang transistor ay bias na pasulong. Ang mataas na output na ito sa emitter ay direktang dumidirekta sa kolektor ng 2 ^nd transistor sa pamamagitan ng koneksyon sa serye. Ngayon, katulad sa pangalawang transistor, ang input sa kolektor ay mataas at sa kasong ito, ang base terminal ay mataas din, nangangahulugang ang pangalawang transistor ay nasa isang puspos na estado din at ang mataas na input ay ipapasa mula sa kolektor patungo sa emitter. Ang mataas na output na ito sa emitter ay pupunta sa LED kung saan binubuksan ang LED.

Samakatuwid, ang lahat ng apat na mga kaso ay may parehong mga input at output tulad ng aktwal AT gate ng lohika. Sa gayon, nakabuo kami ng isang AND Logic gate gamit ang isang Transistor. Inaasahan kong naintindihan mo ang tutorial at nasiyahan sa pag-aaral ng bago. Ang kumpletong pagtatrabaho ng pag-set up ay matatagpuan sa video sa ibaba. Sa aming susunod na tutorial matututunan din namin kung paano bumuo O gate gamit ang transistor at HINDI gate gamit ang Transistor. Kung mayroon kang anumang mga katanungan iwanan ang mga ito sa seksyon ng komento sa ibaba o gamitin ang aming mga forum para sa iba pang mga teknikal na katanungan.