Dual Logic Transistor Gates: 10 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Jeg bygger transistorporte lidt anderledes end de fleste andre elektronikingeniører. De fleste mennesker, når de bygger transistorporte; bygge dem med kun positiv logik i tankerne, men porte i IC'er har to logikker, positiv logik og negativ logik. Og jeg bygger mine transistorporte med positiv og negativ logik.

Selvom der er otte porte; Buffer, Inverter or Not, And, Nand, Or, Nor, Xor og Xnor, de er lavet af tre gate -kredsløb. Og når du bygger to logiske porte, er de tre kredsløb, der bruges til at bygge en port, Inverter eller Not, Nand og Nor, resten af portene er lavet af to eller flere af disse tre porte.

Hvorfor bygge transistorporte? Her er fem grunde til at bygge dine egne porte.

1. Du har ikke den port, du har brug for.

2. Du vil have en port, der bærer mere strøm end en standard gate IC.

3. Du vil kun have en port, og du hader at spilde resten af portene på IC.

4. Omkostninger, en transistor -inverter er mindre end $ 0,25 og en hex -inverter IC er $ 1,00 og derover.

5. Du vil forstå porte bedre.

Trin 1: Værktøjer og dele

Portene i denne Instructable er ¼ watt porte, hvis du vil bygge porte med en højere watt, skal du bruge heaver wattage komponenter.

Jumper Wires

Brødbræt

Strømforsyning

1 x SN74LS04 IC

2 x kontakter

2 x lysdioder 1 rød 1 grøn

2 x 820 Ω ¼ w modstande

2 x 1 kΩ ¼ w modstande

3 x 10 kΩ ¼ w modstande

3 x NPN generelle transistorer, jeg brugte 2N3904.

2 x PNP generelle transistorer, jeg brugte 2N3906.

Trin 2: Dual Logic

Når du kigger op på sandhedstabellen for en port; såsom en to input Eller gate, får du en sandhedstabel, der ser sådan ud. Dette er en positiv sandhedstabel for en Or -port. Under A og B er input til porten og Q er output. 1 repræsenterer logisk værdi på 1 eller + 5 volt og 0 repræsenterer en logisk værdi på 0 eller 0 volt. Så når de fleste mennesker bygger en port ud af transistorer, bygger de den logiske værdi på 1 eller + 5 volt og logisk værdi på 0 eller ingen volt. Men det er ikke det, der sker med output fra en port, i en IC.

Når output fra en gate går fra logisk værdi 1 til logisk værdi 0, går output fra denne gate fra + 5 volt med strømmen strømmer ud af output til 0 volt med strømmen, der strømmer ind i portens output. Strømmen vender retning. Når du bruger omvendt strøm, kaldes dette negativ logik, hvor 0 volt er - 1 logisk værdi og + 5 volt er - 0 logisk værdi.

Det er nemmest at se, hvad dette gør, når du tilslutter output fra en hvilken som helst gate; til bunden af en NPN -transistor og en PNP -transistor, i serie med en LED. Mens portens output er logisk værdi 1, (5 volt), lukkes NPN -transistoren, og LED'en i serie med NPN -transistoren lyser. Når gate -udgangen går fra logisk værdi 1 til logisk værdi 0, (5 volt til 0 volt), vender strømmen retning, og NPN -transistoren åbnes, når PNP -transistoren lukker. Dette slukker LED'en i serie med NPN -transistoren og lyser LED'en i serie med PNP -transistoren.

Mine transistorporte har den samme dobbelte logik som portene i IC'er. Mens portens output er logisk værdi 1, (5 volt), lukkes NPN -transistoren, og LED'en i serie med NPN -transistoren lyser. Når gate -udgangen går fra logisk værdi 1 til logisk værdi 0, (5 volt til 0 volt), vender strømmen retning, og NPN -transistoren åbnes, når PNP -transistoren lukker. Dette slukker LED'en i serie med NPN -transistoren og lyser LED'en i serie med PNP -transistoren.

Trin 3: Not eller Inverter Gate

Not eller Inverter gate er den første af de 3 porte, der er nødvendige for at lave de andre 5 porte.

Når input, (A) i Inverter -porten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren åben og udgangen, (Q) er 1 eller +5 volt, og enhver positiv strøm går ud af output (Q).

Når input, (A) i Inverter -porten er 1 eller +5 volt, er NPN -transistoren lukket, og udgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og enhver positiv strøm går til jorden gennem transistoren.

Trin 4: Nand Gate

Nand -porten er den anden af de tre porte, der er nødvendige for at lave de andre 5 porte.

Når indgangene, (A og B) i Nand -porten er 0 eller 0 volt, er begge NPN -transistorer åbne og udgangen, (Q) er 1 eller +5 volt, og enhver positiv strøm går ud af output (Q).

Når indgangen, (A) for Nand -porten er 1 eller +5 volt, lukkes NPN -transistoren på A -indgangen. Og når indgangen, (B) i Nand -porten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren på B -indgangen åben, og udgangen, (Q) er 1 eller +5 volt, og enhver positiv strøm går ud af udgangen (Q).

Når indgangen, (A) for Nand -porten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren på A -indgangen åben. Og når indgangen, (B) i Nand -porten er 1 eller +5 volt, lukkes NPN -transistoren på B -indgangen, og udgangen, (Q) er 1 eller +5 volt, og enhver positiv strøm går ud af udgangen (Q).

Når indgangene, (A og B) for Nand -porten er 1 eller +5 volt, lukkes begge NPN -transistorer og udgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og enhver positiv strøm går til jorden gennem transistorerne.

Trin 5: Nor Gate

Nor -porten er den tredje af de tre porte, der er nødvendige for at lave de andre 5 porte.

Når indgangene, (A og B) i Nor -porten er 0 eller 0 volt, er begge NPN -transistorer åbne og output, (Q) er 1 eller +5 volt, og enhver positiv strøm går ud af output (Q).

Når indgangen, (A) for Nor -porten er 1 eller +5 volt, lukkes NPN -transistoren på A -indgangen. Og når indgangen, (B) i Nor -porten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren på B -indgangen åben, og udgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og enhver positiv strøm går til jorden gennem transistoren på A -indgangen.

Når indgangen, (A) for Nor -porten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren på A -indgangen åben. Og når indgangen, (B) i Nor -porten er 1 eller +5 volt, er NPN -transistoren på B -indgangen lukket, og udgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og enhver positiv strøm går til jorden gennem transistoren på B input.

Når indgangene, (A og B) i Nor -porten er 1 eller +5 volt, lukkes begge NPN -transistorer og udgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og enhver positiv strøm går til jorden gennem begge transistorer.

Trin 6: Buffer

En buffer bruger to af de samme porte; to Not eller Inverter porte i serie.

Når indgangen, (A) for den første inverterport er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren åben, og udgangen er 1 eller +5 volt til indgangen på den anden inverter. Når indgangen til den anden inverterport er 1 eller +5 volt, lukkes NPN -transistoren, og udgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og enhver positiv strøm går til jorden gennem transistoren.

Når indgangen, (A) for den første inverterport er 1 eller +5 volt, lukkes NPN -transistoren, og udgangen er 0 eller 0 volt til indgangen på den anden inverter. Når indgangen til den anden inverterport er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren åben, og udgangen, (Q) er 1 eller +5 volt, og enhver positiv strøm går ud af udgangen (Q).

Trin 7: Og Gate

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

Indgangene er de samme som Nand -porten, men output vendes af Not- eller Inverter -porten.

Når indgangene (A og B) for And -porten er 0 eller 0 volt er begge NPN -transistorer åbne, er output fra den første gate 1 eller +5 volt. Når indgangen til inverterporten er 1 eller +5 volt, lukkes NPN -transistoren, og udgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og enhver positiv strøm går til jorden gennem transistoren.

Når indgangen, (A) på And -porten er 1 eller +5 volt, lukkes NPN -transistoren på A -indgangen. Og når indgangen, (B) i And -porten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren på B -indgangen åben, er output fra den første gate 1 eller +5 volt. Når inverteringsportens indgang er 1 eller +5 volt, lukkes NPN -transistoren, og udgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og enhver positiv strøm går til jorden gennem transistoren.

Når indgangen, (A) på And -porten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren på A -indgangen åben. Og når indgangen, (B) i And -porten er 1 eller +5 volt, NPN -transistoren på B -indgangen lukkes, er output fra den første gate 1 eller +5 volt. Når indgangen til inverterporten er 1 eller +5 volt, lukkes NPN -transistoren, og udgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og enhver positiv strøm går til jorden gennem transistoren.

Når indgangene, (A og B) for Nand -porten er 1 eller +5 volt, lukkes begge NPN -transistorer, og output fra den første gate er 0 eller 0 volt. Når indgangen til inverterporten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren åben, og udgangen, (Q) er 1 eller +5 volt, og enhver positiv strøm går ud af udgangen (Q).

Trin 8: Eller Gate

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

Indgangene er de samme som Nor -porten, men output vendes af Not- eller Inverter -porten.

Når indgangene, (A og B) i Or -porten er 0 eller 0 volt, er begge NPN -transistorer åbne, er output fra den første gate 1 eller +5 volt. Når inverteringsportens indgang er 1 eller +5 volt, lukkes NPN -transistoren, og udgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og enhver positiv strøm går til jorden gennem transistoren.

Når indgangen, (A) i Or -porten er 1 eller +5 volt, er NPN -transistoren på A -indgangen lukket. Og når indgangen, (B) for Nor -porten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren på B -indgangen åben, og udgangen fra den første gate er 0 eller 0 volt. Når indgangen til inverterporten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren åben, og udgangen, (Q) er 1 eller +5 volt, og enhver positiv strøm går ud af udgangen (Q).

Når indgangen, (A) i Or -porten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren på A -indgangen åben. Og når indgangen, (B) i Nor -porten er 1 eller +5 volt, lukkes NPN -transistoren på B -indgangen, og udgangen fra den første gate er 0 eller 0 volt. Når indgangen til inverterporten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren åben, og udgangen, (Q) er 1 eller +5 volt, og enhver positiv strøm går ud af udgangen (Q).

Når indgangene, (A og B) i Or -porten er 1 eller +5 volt, lukkes begge NPN -transistorer, og output fra den første gate er 0 eller 0 volt. Når indgangen til inverterporten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren åben, og udgangen, (Q) er 1 eller +5 volt, og enhver positiv strøm går ud af udgangen (Q).

Trin 9: Eksklusiv Nor Gate (Xnor)

Exclusive Nor -porten er konfigureret som to Nand -porte, der er forbundet parallelt som en Nor -port med de to øverste transistorer PNP -transistorer.

Når indgangene, (A og B) i Xnor -porten er 0 eller 0 volt, er begge NPN -transistorer åbne, og begge PNP -transistorer er lukkede. Udgangen, (Q) er 1 eller +5 volt, og enhver positiv strøm går ud af output (Q).

Når indgangen, (A) på Xnor -porten er 1 eller +5 volt, er NPN -transistoren på A -indgangen lukket, og PNP -transistoren er åben. Med indgangen er (B) i Xnor -porten 0 eller 0 volt, PNP -transistoren på B -indgangen er lukket, og NPN -transistoren er åben. Udgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og enhver positiv strøm går til jorden gennem de lukkede transistorer.

Når indgangen, (A) i Xnor -porten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren på A -indgangen åben, og PNP -transistoren er lukket. Med indgangen er (B) på Xnor -porten 1 eller +5 volt, PNP -transistoren på B -indgangen er åben, og NPN -transistoren er lukket. Udgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og enhver positiv strøm går til jorden gennem de lukkede transistorer.

Når indgangene, (A og B) i Xnor -porten er 1 eller +5 volt, lukkes begge NPN -transistorer, og begge PNP -transistorer er åbne. Udgangen, (Q) er 1 eller +5 volt, og enhver positiv strøm går ud af output (Q).

Trin 10: Eksklusiv eller Gate (Xor)

Den eksklusive eller port; bruger alle tre nøgleporte, er den konfigureret som to Nand -porte, der er forbundet parallelt som en Nor -port med de to øverste transistorer PNP -transistorer og en Not- eller Inverter -port i serie.

Xor -gateindgangene er de samme som Xnor -gate, men output vendes af Not- eller Inverter -gate.

Når indgangene, (A og B) i Xnor -porten er 0 eller 0 volt, er begge NPN -transistorer åbne, og begge PNP -transistorer er lukkede, og output fra det første sæt porte er 1 eller +5 volt. Når indgangen til inverterporten er 1 eller +5 volt, lukkes NPN -transistoren, og udgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og enhver positiv strøm går til jorden gennem transistoren.

Når indgangen, (A) på Xnor -porten er 1 eller +5 volt, er NPN -transistoren på A -indgangen lukket, og PNP -transistoren er åben. Med indgangen er (B) på Xnor -porten 0 eller 0 volt PNP -transistoren på B -indgangen er lukket, og NPN -transistoren er åben, 0 eller 0 volt til inverterens indgang. Når indgangen til inverterporten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren åben, og udgangen, (Q) er 1 eller +5 volt, og enhver positiv strøm går ud af udgangen (Q).

Når indgangen, (A) på Xnor -porten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren på A -indgangen åben, og PNP -transistoren er lukket. Med indgangen er (B) på Xnor -porten 1 eller +5 volt PNP -transistoren på B -indgangen er åben, og NPN -transistoren er lukket, 0 eller 0 volt til inverterens indgang. Når indgangen til inverterporten er 0 eller 0 volt, er NPN -transistoren åben, og udgangen, (Q) er 1 eller +5 volt, og enhver positiv strøm går ud af udgangen (Q).

Når indgangene, (A og B) i Xnor -porten er 1 eller +5 volt, lukkes begge NPN -transistorer, og begge PNP -transistorer er åbne Når indgangen til den anden inverterport er 1 eller +5 volt, NPN transistor er lukket og udgangen, (Q) er 0 eller 0 volt, og enhver positiv strøm går til jorden gennem transistoren.

Nummer to i udfordringen med tips og tricks om elektronik