Интегральная схема или ИС - это комбинация множества небольших схем в небольшом корпусе, которые вместе выполняют общую задачу. Например, операционный усилитель или микросхема таймера 555 состоит из множества транзисторов, триггеров, логических вентилей и других комбинационных цифровых схем. Точно так же триггер может быть построен с использованием комбинации логических вентилей, а сами логические вентили могут быть построены с использованием нескольких транзисторов.
В каждой ИС базовым блоком будут логические элементы, выходы которых имеют высокое (1) или низкое значение (0). Эти логические элементы относятся к цифровым схемам. Существуют разные типы логических вентилей: И, ИЛИ, НЕ, НЕ-И, ИЛИ, ИЛИ, и Х-ИЛИ. Среди них И, ИЛИ, НЕ являются основными воротами, а ворота ИЛИ и И НЕ называются универсальными воротами. Хотя каждый логический вентиль доступен в виде готового к использованию пакета ИС, их также можно построить с помощью простой статьи. Мы уже построили логический элемент И с использованием транзистора и логический элемент ИЛИ с использованием транзистора, после чего в этой статье мы построим вентиль НЕ с использованием транзистора BJT. Прежде чем мы начнем, давайте разберемся с основами работы НЕ затвора и транзисторов.
НЕ Основы и работа с Gate
Элемент НЕ является самым простым элементом по сравнению с остальными элементами цифровой логики. Символ логического элемента НЕ показан ниже вместе с таблицей истинности логического элемента НЕ. У него один вход и один выход.
Уравнение НЕ ворота Логическое можно записать в виде Y =, то его выходной сигнал будет низким, когда входной сигнал является высоким, и выходной сигнал будет высоким, когда вход является низким.
Транзистор - основы и работа
Мы собираемся узнать о транзисторах, поскольку мы собираемся построить затвор НЕ, используя BC547, который является транзистором NPN. Транзистор - это прямое соединение диода. Диод - это полупроводниковый прибор, который легирован примесями, чтобы сделать его p-типом или n-типом, в зависимости от типов примесей, используемых при легировании. Когда эти диоды подключены обратно к задней клемме, они образуют транзистор. В зависимости от того, какие стороны подключены, транзисторы бывают двух типов, а именно транзисторы NPN и транзисторы PNP.
Разница в схемах заключается в том, что при подключении клемм питания клемма эмиттера транзистора PNP соединяется с положительной клеммой, а для транзистора NPN положительная клемма подключается к клемме коллектора. Отныне тема будет обсуждаться только на основе NPN транзистора.
Случай 1: Когда напряжение базы меньше напряжения эмиттера, поток электронов от эмиттера к коллектору блокируется PN-переходом (этот ток представляет собой электрический ток, который течет от отрицательного вывода к положительному выводу, в то время как обычный ток течет от положительного вывода к отрицательному. терминал), поскольку теперь он действует в обратном направлении.
Случай 2: Когда базовое напряжение больше, чем напряжение эмиттера (Vb> 0,6 В), переход уменьшается, и это позволяет протекать току от вывода эмиттера к выводу коллектора. Транзистор должен работать в области насыщения, поскольку они обеспечивают низкое падение напряжения в области насыщения.
Принципиальная электрическая схема
Схема для НЕ - вентиля с использованием транзистора приводятся ниже. Схема была разработана и смоделирована с использованием программного обеспечения Proteus.
Я взял напряжение питания 9 В и хочу подать 9 мА на светодиод, поэтому я использовал 100 Ом для ограничения тока. Этот же ток должен протекать через транзистор I c = 9 мА. Значение hfe транзистора равно 100, поэтому значение I b должно быть 0,09 мА. Поскольку I b составляет 0,09 мА, номинальное сопротивление базового резистора должно быть 10 кОм.
На рисунке ниже показан ток в обоих случаях.
Случай 1:-
Когда переключатель находится в выключенном состоянии, ток к базе равен нулю, и транзистор действует как разомкнутая цепь из-за того, что ток течет в направлении светодиода, и светодиод начинает светиться.
Случай 2: -
Когда переключатель находится во включенном состоянии, ток к базе начинает течь, и это заставляет транзистор действовать как короткое замыкание, и в качестве тока выберите наименьшее сопротивление, которое теперь обеспечивается транзистором, будет течь по этому пути, и светодиод будет выключен.
Следовательно, оба случая имеют одинаковые входы и выходы, следующие за таблицей истинности логического элемента НЕ. Таким образом, мы построили логический вентиль НЕ с использованием транзистора. Надеюсь, вы поняли руководство и получили удовольствие от изучения чего-то нового. Полную работу установки можно увидеть на видео ниже. Если у вас есть какие-либо вопросы, оставьте их в разделе комментариев ниже или используйте наши форумы для других технических вопросов.