Dual-Logic-Transistor-Gates - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Ich baue Transistor-Gates ein wenig anders als die meisten anderen Elektroniker. Die meisten Leute bauen Transistor-Gates; Bauen Sie sie nur mit positiver Logik im Hinterkopf, aber Gatter in ICs haben zwei Logiken, positive Logik und negative Logik. Und ich baue meine Transistorgates mit positiver und negativer Logik.

Obwohl es acht Tore gibt; Buffer, Inverter or Not, And, Nand, Or, Nor, Xor und Xnor, sie bestehen aus drei Gate-Schaltungen. Und wenn Sie duale Logikgatter bauen, sind die drei Schaltungen, die zum Bau eines Gatters verwendet werden, Inverter or Not, Nand und Nor, der Rest der Gatter besteht aus zwei oder mehr dieser drei Gatter.

Warum Transistor-Gates bauen? Hier sind fünf Gründe, Ihre eigenen Tore zu bauen.

1. Sie haben nicht das Tor, das Sie brauchen.

2. Sie möchten ein Gate, das mehr Leistung führt als ein Standard-Gate-IC.

3. Sie wollen nur ein Gate und hassen es, den Rest der Gates auf dem IC zu verschwenden.

4. Kosten, ein Ein-Transistor-Inverter kostet weniger als 0,25 USD und ein Hex-Inverter-IC kostet 1,00 USD und mehr.

5. Sie möchten Tore besser verstehen.

Schritt 1: Werkzeuge & Teile

Die Tore in diesem Instructable sind ¼-Watt-Tore, wenn Sie Tore mit einer höheren Wattzahl bauen möchten, benötigen Sie schwerere Wattagekomponenten.

Überbrückungsdrähte

Steckbrett

Energieversorgung

1 x SN74LS04 IC

2 x Schalter

2 x LEDs 1 rot 1 grün

2 x 820 Ω ¼ W Widerstände

2 x 1 kΩ ¼ W Widerstände

3 x 10 kΩ ¼ W Widerstände

3 x NPN-Allzwecktransistoren, ich habe 2N3904 verwendet.

2 x PNP-Allzwecktransistoren, ich habe 2N3906 verwendet.

Schritt 2: Duale Logik

Wenn Sie die Wahrheitstabelle eines Tores nachschlagen; B. ein Or-Gatter mit zwei Eingängen, erhalten Sie eine Wahrheitstabelle, die wie folgt aussieht. Dies ist eine positive Wahrheitstabelle für ein Oder-Gatter. Unter A und B sind die Eingänge zum Gate und Q ist der Ausgang. 1 repräsentiert einen logischen Wert von 1 oder + 5 Volt und 0 repräsentiert einen logischen Wert von 0 oder 0 Volt. Wenn also die meisten Leute ein Gate aus Transistoren bauen, bauen sie es auf einen logischen Wert von 1 oder + 5 Volt und einen logischen Wert von 0 oder keine Volt. Aber das passiert nicht mit dem Ausgang eines Gates in einem IC.

Wenn der Ausgang eines Gatters vom logischen Wert 1 auf den logischen Wert 0 übergeht, geht der Ausgang dieses Gatters von + 5 Volt, wobei der Strom aus dem Ausgang fließt, auf 0 Volt, wobei der Strom in den Ausgang des Gatters fließt. Der Strom kehrt die Richtung um. Wenn Sie den umgekehrten Stromfluss verwenden, wird dies als negative Logik bezeichnet, wobei 0 Volt – 1 logischer Wert und + 5 Volt – 0 logischer Wert sind.

Dies ist am einfachsten zu sehen, wenn Sie den Ausgang eines beliebigen Gates anschließen; an die Basis eines NPN-Transistors und eines PNP-Transistors, in Reihe mit einer LED. Während der Ausgang des Gatters den logischen Wert 1 hat (5 Volt), ist der NPN-Transistor geschlossen und die LED in Reihe mit dem NPN-Transistor leuchtet. Wenn der Gate-Ausgang vom logischen Wert 1 auf den logischen Wert 0 (5 Volt bis 0 Volt) übergeht, kehrt der Strom die Richtung um und der NPN-Transistor öffnet sich, wenn der PNP-Transistor schließt. Dadurch wird die LED in Reihe mit dem NPN-Transistor ausgeschaltet und die LED in Reihe mit dem PNP-Transistor zum Leuchten gebracht.

Meine Transistorgates haben die gleiche duale Logik wie die Gates in ICs. Während der Ausgang des Gatters den logischen Wert 1 hat (5 Volt), ist der NPN-Transistor geschlossen und die LED in Reihe mit dem NPN-Transistor leuchtet. Wenn der Gate-Ausgang vom logischen Wert 1 auf den logischen Wert 0 (5 Volt bis 0 Volt) übergeht, kehrt der Strom die Richtung um und der NPN-Transistor öffnet sich, wenn der PNP-Transistor schließt. Dadurch wird die LED in Reihe mit dem NPN-Transistor ausgeschaltet und die LED in Reihe mit dem PNP-Transistor zum Leuchten gebracht.

Schritt 3: Nicht oder Inverter Gate

Not- oder Inverter-Tor ist das erste der 3 Tore, das benötigt wird, um die anderen 5 Tore herzustellen.

Wenn der Eingang (A) des Inverter-Gates 0 oder 0 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor offen und der Ausgang (Q) beträgt 1 oder +5 Volt und jeder positive Strom fließt aus dem Ausgang (Q).

Wenn der Eingang (A) des Inverter-Gates 1 oder +5 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor geschlossen und der Ausgang (Q) ist 0 oder 0 Volt und jeder positive Strom geht durch den Transistor nach Masse.

Schritt 4: Nand Gate

Das Nand-Tor ist das zweite der drei Tore, die benötigt werden, um die anderen 5 Tore herzustellen.

Wenn die Eingänge (A und B) des Nand-Gates 0 oder 0 Volt sind, sind beide NPN-Transistoren offen und der Ausgang, (Q) beträgt 1 oder +5 Volt und jeder positive Strom geht aus dem Ausgang (Q).

Wenn der Eingang (A) des Nand-Gatters 1 oder +5 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor am A-Eingang geschlossen. Und wenn der Eingang (B) des Nand-Gatters 0 oder 0 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor am Eingang B offen und der Ausgang (Q) beträgt 1 oder +5 Volt und jeder positive Strom geht aus dem Ausgang (Q).

Wenn der Eingang (A) des Nand-Gatters 0 oder 0 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor am A-Eingang offen. Und wenn der Eingang (B) des Nand-Gatters 1 oder +5 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor am Eingang B geschlossen und der Ausgang (Q) beträgt 1 oder +5 Volt und jeder positive Strom geht aus dem Ausgang (Q).

Wenn die Eingänge (A und B) des Nand-Gatters 1 oder +5 Volt betragen, sind beide NPN-Transistoren geschlossen und der Ausgang (Q) beträgt 0 oder 0 Volt und jeder positive Strom geht durch die Transistoren nach Masse.

Schritt 5: Nor Gate

Das Nor-Tor ist das dritte der drei Tore, die benötigt werden, um die anderen 5 Tore herzustellen.

Wenn die Eingänge (A und B) des Nor-Gatters 0 oder 0 Volt haben, sind beide NPN-Transistoren offen und der Ausgang, (Q) beträgt 1 oder +5 Volt und jeder positive Strom fließt aus dem Ausgang (Q).

Wenn der Eingang (A) des Nor-Gatters 1 oder +5 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor am A-Eingang geschlossen. Und wenn der Eingang (B) des Nor-Gatters 0 oder 0 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor am Eingang B geöffnet und der Ausgang (Q) ist 0 oder 0 Volt und jeder positive Strom geht durch den Transistor am Eingang A nach Masse.

Wenn der Eingang (A) des Nor-Gatters 0 oder 0 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor am Eingang A offen. Und wenn der Eingang (B) des Nor-Gatters 1 oder +5 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor am Eingang B geschlossen und der Ausgang (Q) ist 0 oder 0 Volt und jeder positive Strom geht durch den Transistor an B. nach Masse Eingang.

Wenn die Eingänge (A und B) des Nor-Gatters 1 oder +5 Volt betragen, sind beide NPN-Transistoren geschlossen und der Ausgang (Q) ist 0 oder 0 Volt und jeder positive Strom geht durch beide nach Masse Transistoren.

Schritt 6: Puffer

Ein Puffer verwendet zwei gleiche Gatter; zwei Not- oder Inverter-Gates in Reihe.

Wenn der Eingang (A) des ersten Inverter-Gates 0 oder 0 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor offen und der Ausgang 1 oder +5 Volt zum Eingang des zweiten Inverters. Wenn der Eingang des zweiten Inverter-Gates 1 oder +5 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor geschlossen und der Ausgang (Q) beträgt 0 oder 0 Volt und jeder positive Strom geht durch den Transistor nach Masse.

Wenn der Eingang (A) des ersten Invertergatters 1 oder +5 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor geschlossen und der Ausgang ist 0 oder 0 Volt zum Eingang des zweiten Inverters. Wenn der Eingang des zweiten Inverter-Gates 0 oder 0 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor offen und der Ausgang (Q) beträgt 1 oder +5 Volt und jeder positive Strom geht am Ausgang (Q) aus.

Schritt 7: Und Tor

Das And-Gatter ist ein Nand-Gatter und ein Not- oder Inverter-Gatter in Reihe.

Die Eingänge sind die gleichen wie beim Nand-Gatter, jedoch wird der Ausgang durch das Not- oder Inverter-Gatter umgekehrt.

Wenn die Eingänge (A und B) des Und-Gatters 0 oder 0 Volt betragen, sind beide NPN-Transistoren offen, der Ausgang des ersten Gatters beträgt 1 oder +5 Volt. Wenn der Eingang des Inverter-Gates 1 oder +5 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor geschlossen und der Ausgang (Q) beträgt 0 oder 0 Volt und jeder positive Strom geht durch den Transistor nach Masse.

Wenn der Eingang (A) des And-Gatters 1 oder +5 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor am A-Eingang geschlossen. Und wenn der Eingang (B) des Und-Gatters 0 oder 0 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor am B-Eingang offen, der Ausgang des ersten Gatters beträgt 1 oder +5 Volt. Wenn der Eingang des Inverter-Gates 1 oder +5 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor geschlossen und der Ausgang (Q) beträgt 0 oder 0 Volt und jeder positive Strom geht durch den Transistor nach Masse.

Wenn der Eingang (A) des And-Gatters 0 oder 0 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor am A-Eingang offen. Und wenn der Eingang (B) des Und-Gatters 1 oder +5 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor am B-Eingang geschlossen, der Ausgang des ersten Gatters beträgt 1 oder +5 Volt. Wenn der Eingang des Inverter-Gates 1 oder +5 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor geschlossen und der Ausgang (Q) beträgt 0 oder 0 Volt und jeder positive Strom geht durch den Transistor nach Masse.

Wenn die Eingänge (A und B) des Nand-Gates 1 oder +5 Volt betragen, sind beide NPN-Transistoren geschlossen und der Ausgang des ersten Gates ist 0 oder 0 Volt. Wenn der Eingang des Inverter-Gates 0 oder 0 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor offen und der Ausgang (Q) beträgt 1 oder +5 Volt und jeder positive Strom geht am Ausgang (Q) aus.

Schritt 8: Oder Gate

Das Oder-Gatter ist ein Nor-Gatter und ein Not- oder Inverter-Gatter in Reihe.

Die Eingänge sind die gleichen wie beim Nor-Gatter, jedoch wird der Ausgang durch das Not- oder Inverter-Gatter umgekehrt.

Wenn die Eingänge (A und B) des Oder-Gatters 0 oder 0 Volt betragen, sind beide NPN-Transistoren offen, der Ausgang des ersten Gatters beträgt 1 oder +5 Volt. Wenn der Eingang des Inverter-Gates 1 oder +5 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor geschlossen und der Ausgang (Q) ist 0 oder 0 Volt und jeder positive Strom geht durch den Transistor nach Masse.

Wenn der Eingang (A) des Oder-Gatters 1 oder +5 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor am A-Eingang geschlossen. Und wenn der Eingang (B) des Nor-Gatters 0 oder 0 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor am Eingang B offen und der Ausgang des ersten Gatters ist 0 oder 0 Volt. Wenn der Eingang des Inverter-Gates 0 oder 0 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor offen und der Ausgang (Q) beträgt 1 oder +5 Volt und jeder positive Strom geht am Ausgang (Q) aus.

Wenn der Eingang (A) des Oder-Gatters 0 oder 0 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor am A-Eingang offen. Und wenn der Eingang (B) des Nor-Gatters 1 oder +5 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor am B-Eingang geschlossen und der Ausgang des ersten Gatters ist 0 oder 0 Volt. Wenn der Eingang des Inverter-Gates 0 oder 0 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor offen und der Ausgang (Q) beträgt 1 oder +5 Volt und jeder positive Strom geht am Ausgang (Q) aus.

Wenn die Eingänge (A und B) des Oder-Gatters 1 oder +5 Volt betragen, sind beide NPN-Transistoren geschlossen und der Ausgang des ersten Gatters beträgt 0 oder 0 Volt. Wenn der Eingang des Inverter-Gates 0 oder 0 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor offen und der Ausgang (Q) beträgt 1 oder +5 Volt und jeder positive Strom geht am Ausgang (Q) aus.

Schritt 9: Exklusives Nor Gate (Xnor)

Das Exklusiv-Nor-Gatter ist als zwei Nand-Gatter konfiguriert, die als Nor-Gatter mit den beiden oberen Transistoren PNP-Transistoren parallel geschaltet sind.

Wenn die Eingänge (A und B) des Xnor-Gatters 0 oder 0 Volt betragen, sind beide NPN-Transistoren geöffnet und beide PNP-Transistoren sind geschlossen. Der Ausgang (Q) beträgt 1 oder +5 Volt und jeder positive Strom fließt aus dem Ausgang (Q).

Wenn der Eingang (A) des Xnor-Gatters 1 oder +5 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor am A-Eingang geschlossen und der PNP-Transistor geöffnet. Wenn der Eingang (B) des Xnor-Gatters 0 oder 0 Volt beträgt, ist der PNP-Transistor am B-Eingang geschlossen und der NPN-Transistor ist geöffnet. Der Ausgang (Q) beträgt 0 oder 0 Volt und jeder positive Strom geht durch die geschlossenen Transistoren nach Masse.

Wenn der Eingang (A) des Xnor-Gatters 0 oder 0 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor am A-Eingang offen und der PNP-Transistor ist geschlossen. Wenn der Eingang (B) des Xnor-Gatters 1 oder +5 Volt beträgt, ist der PNP-Transistor am B-Eingang geöffnet und der NPN-Transistor geschlossen. Der Ausgang (Q) beträgt 0 oder 0 Volt und jeder positive Strom geht durch die geschlossenen Transistoren nach Masse.

Wenn die Eingänge (A und B) des Xnor-Gatters 1 oder +5 Volt betragen, sind beide NPN-Transistoren geschlossen und beide PNP-Transistoren geöffnet. Der Ausgang (Q) beträgt 1 oder +5 Volt und jeder positive Strom fließt aus dem Ausgang (Q).

Schritt 10: Exklusiv oder Gate (Xor)

Das Exklusiv-Oder-Tor; verwendet alle drei Key-Gates, ist es als zwei Nand-Gates konfiguriert, die als Nor-Gate parallel geschaltet sind, wobei die beiden oberen Transistoren PNP-Transistoren und ein Not- oder Inverter-Gate in Reihe geschaltet sind.

Die Eingänge des Xor-Gatters sind die gleichen wie das Xnor-Gatter, jedoch wird der Ausgang durch das Not- oder Inverter-Gatter umgekehrt.

Wenn die Eingänge (A und B) des Xnor-Gatters 0 oder 0 Volt betragen, sind beide NPN-Transistoren geöffnet und beide PNP-Transistoren sind geschlossen und der Ausgang des ersten Satzes von Gattern beträgt 1 oder +5 Volt. Wenn der Eingang des Inverter-Gates 1 oder +5 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor geschlossen und der Ausgang (Q) ist 0 oder 0 Volt und jeder positive Strom geht durch den Transistor nach Masse.

Wenn der Eingang (A) des Xnor-Gatters 1 oder +5 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor am A-Eingang geschlossen und der PNP-Transistor geöffnet. Wenn der Eingang (B) des Xnor-Gatters 0 oder 0 Volt beträgt, ist der PNP-Transistor am Eingang B geschlossen und der NPN-Transistor ist offen, 0 oder 0 Volt am Eingang des Wechselrichters. Wenn der Eingang des Inverter-Gates 0 oder 0 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor offen und der Ausgang (Q) beträgt 1 oder +5 Volt und jeder positive Strom geht am Ausgang (Q) aus.

Wenn der Eingang (A) des Xnor-Gatters 0 oder 0 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor am A-Eingang offen und der PNP-Transistor ist geschlossen. Wenn der Eingang (B) des Xnor-Gatters 1 oder +5 Volt beträgt, ist der PNP-Transistor am Eingang B geöffnet und der NPN-Transistor geschlossen, 0 oder 0 Volt am Eingang des Wechselrichters. Wenn der Eingang des Inverter-Gates 0 oder 0 Volt beträgt, ist der NPN-Transistor offen und der Ausgang (Q) beträgt 1 oder +5 Volt und jeder positive Strom geht am Ausgang (Q) aus.

Wenn die Eingänge (A und B) des Xnor-Gates 1 oder +5 Volt betragen, sind beide NPN-Transistoren geschlossen und beide PNP-Transistoren sind offen Wenn der Eingang des zweiten Inverter-Gates 1 oder +5 Volt beträgt, ist NPN Transistor geschlossen ist und der Ausgang (Q) 0 oder 0 Volt beträgt und jeder positive Strom durch den Transistor nach Masse geht.

Zweiter Platz in der Elektronik-Tipps & Tricks-Challenge