Portes à transistors à double logique : 10 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Je construis des grilles de transistor un peu différentes de la plupart des autres ingénieurs en électronique. La plupart des gens construisent des grilles de transistors; construisez-les avec uniquement la logique positive à l'esprit, cependant les portes dans les circuits intégrés ont deux logiques, une logique positive et une logique négative. Et je construis mes grilles de transistors avec une logique positive et négative.

Bien qu'il y ait huit portes; Buffer, Inverter or Not, And, Nand, Or, Nor, Xor et Xnor, ils sont constitués de trois circuits de porte. Et lorsque vous construisez des portes logiques doubles, les trois circuits utilisés pour construire une porte sont Inverter or Not, Nand et Nor, le reste des portes est constitué de deux ou plus de ces trois portes.

Pourquoi construire des grilles de transistors ? Eh bien, voici cinq raisons de construire vos propres portes.

1. Vous n'avez pas le portail dont vous avez besoin.

2. Vous voulez une porte qui transporte plus de puissance qu'un circuit intégré de porte standard.

3. Vous ne voulez qu'une seule porte et vous détestez gaspiller le reste des portes sur le circuit intégré.

4. Coût, un onduleur à un transistor coûte moins de 0,25 $ et un circuit intégré d'onduleur hexagonal est de 1,00 $ et plus.

5. Vous voulez mieux comprendre les portes.

Étape 1: Outils et pièces

Les portes de ce Instructable sont des portes de watt si vous souhaitez construire des portes avec une puissance plus élevée, vous aurez besoin de composants de puissance plus lourde.

Fils de cavalier

Planche à pain

Source de courant

1 circuit intégré SN74LS04

2 x commutateurs

2 x LED 1 rouge 1 verte

2 résistances de 820 Ω ¼ w

2 résistances de 1 kΩ ¼ w

3 résistances de 10 kΩ ¼ w

3 x transistors NPN à usage général, j'ai utilisé 2N3904.

2 x transistors PNP à usage général, j'ai utilisé 2N3906.

Étape 2: Double logique

Lorsque vous recherchez la table de vérité d'une porte; comme une porte Or à deux entrées, vous obtiendrez une table de vérité qui ressemble à ceci. Il s'agit d'une table de vérité positive pour une porte Ou. Sous A et B se trouvent les entrées de la porte et Q est la sortie. 1 représente une valeur logique de 1 ou + 5 volts et 0 représente une valeur logique de 0 ou 0 volt. Ainsi, lorsque la plupart des gens construisent une porte à partir de transistors, ils la construisent avec une valeur logique de 1 ou + 5 volts et une valeur logique de 0 ou pas de volt. Mais ce n'est pas ce qui arrive à la sortie d'une porte, dans un circuit intégré.

Lorsque la sortie d'une porte passe de la valeur logique 1 à la valeur logique 0, la sortie de cette porte passe de + 5 volts avec le courant sortant de la sortie à 0 volt avec le courant entrant dans la sortie de la porte. Le courant change de sens. Lorsque vous utilisez le flux de courant inversé, cela s'appelle une logique négative où 0 volt correspond à – 1 valeur logique et + 5 volts à – 0 valeur logique.

Il est plus facile de voir ce que cela fait lorsque vous connectez la sortie de n'importe quelle porte; à la base d'un transistor NPN et d'un transistor PNP, en série avec une LED. Alors que la sortie de la porte est à la valeur logique 1, (5 Volts), le transistor NPN est fermé et la LED en série avec le transistor NPN s'allume. Lorsque la sortie de la grille passe de la valeur logique 1 à la valeur logique 0, (5 volts à 0 volts), le courant inverse la direction et le transistor NPN s'ouvre tandis que le transistor PNP se ferme. Cela éteint la LED en série avec le transistor NPN et allume la LED en série avec le transistor PNP.

Mes portes de transistor ont la même double logique que les portes des circuits intégrés. Alors que la sortie de la porte est à la valeur logique 1, (5 Volts), le transistor NPN est fermé et la LED en série avec le transistor NPN s'allume. Lorsque la sortie de la grille passe de la valeur logique 1 à la valeur logique 0, (5 volts à 0 volts), le courant inverse la direction et le transistor NPN s'ouvre tandis que le transistor PNP se ferme. Cela éteint la LED en série avec le transistor NPN et allume la LED en série avec le transistor PNP.

Étape 3: Pas ou Inverter Gate

La porte Not ou Inverter est la première des 3 portes nécessaires pour fabriquer les 5 autres portes.

Lorsque l'entrée (A) de la porte de l'onduleur est de 0 ou 0 volt, le transistor NPN est ouvert et la sortie (Q) est de 1 ou +5 volts et tout courant positif sort de la sortie (Q).

Lorsque l'entrée (A) de la porte de l'onduleur est de 1 ou +5 volts, le transistor NPN est fermé et la sortie (Q) est de 0 ou 0 volt et tout courant positif passe à la terre à travers le transistor.

Étape 4: Porte Nand

La porte Nand est la deuxième des trois portes nécessaires pour faire les 5 autres portes.

Lorsque les entrées (A et B) de la porte Nand sont à 0 ou 0 volt, les deux transistors NPN sont ouverts et la sortie (Q) est à 1 ou +5 volts et tout courant positif sort de la sortie (Q).

Lorsque l'entrée (A) de la porte Nand est à 1 ou +5 volts, le transistor NPN sur l'entrée A est fermé. Et lorsque l'entrée (B) de la porte Nand est à 0 ou 0 volt, le transistor NPN sur l'entrée B est ouvert et la sortie (Q) est à 1 ou +5 volts et tout courant positif sort de la sortie (Q).

Lorsque l'entrée (A) de la porte Nand est à 0 ou 0 volt, le transistor NPN sur l'entrée A est ouvert. Et lorsque l'entrée (B) de la porte Nand est de 1 ou +5 volts, le transistor NPN sur l'entrée B est fermé et la sortie (Q) est de 1 ou +5 volts et tout courant positif sort de la sortie (Q).

Lorsque les entrées (A et B) de la porte Nand sont de 1 ou +5 volts, les deux transistors NPN sont fermés et la sortie (Q) est de 0 ou 0 volts et tout courant positif passe à la terre à travers les transistors.

Étape 5: Ni porte

La porte Nor est la troisième des trois portes nécessaires pour faire les 5 autres portes.

Lorsque les entrées (A et B) de la porte Nor sont à 0 ou 0 volt, les deux transistors NPN sont ouverts et la sortie (Q) est à 1 ou +5 volts et tout courant positif sort de la sortie (Q).

Lorsque l'entrée (A) de la porte Nor est à 1 ou +5 volts, le transistor NPN sur l'entrée A est fermé. Et lorsque l'entrée (B) de la porte Nor est à 0 ou 0 volt, le transistor NPN sur l'entrée B est ouvert et la sortie, (Q) est à 0 ou 0 volt et tout courant positif passe à la masse à travers le transistor sur l'entrée A.

Lorsque l'entrée (A) de la porte Nor est à 0 ou 0 volt, le transistor NPN sur l'entrée A est ouvert. Et lorsque l'entrée (B) de la porte Nor est à 1 ou +5 volts, le transistor NPN sur l'entrée B est fermé et la sortie, (Q) est à 0 ou 0 volts et tout courant positif passe à la masse à travers le transistor sur B saisir.

Lorsque les entrées (A et B) de la porte Nor sont de 1 ou +5 volts, les deux transistors NPN sont fermés et la sortie (Q) est de 0 ou 0 volts et tout courant positif passe à la terre à travers les deux transistors.

Étape 6: Tampon

Un tampon utilise deux des mêmes portes; deux portes Not ou Inverter en série.

Lorsque l'entrée (A) de la première porte de l'onduleur est à 0 ou 0 volt, le transistor NPN est ouvert et la sortie est à 1 ou +5 volts à l'entrée du deuxième onduleur. Lorsque l'entrée de la deuxième porte de l'onduleur est de 1 ou +5 volts, le transistor NPN est fermé et la sortie (Q) est de 0 ou 0 volt et tout courant positif passe à la terre à travers le transistor.

Lorsque l'entrée (A) de la première porte de l'onduleur est de 1 ou +5 volts, le transistor NPN est fermé et la sortie est de 0 ou 0 volt à l'entrée du deuxième onduleur. Lorsque l'entrée de la deuxième porte de l'onduleur est de 0 ou 0 volt, le transistor NPN est ouvert et la sortie (Q) est de 1 ou +5 volts et tout courant positif sort de la sortie (Q).

Étape 7: Et la porte

La porte Et est une porte Nand et une porte Not ou Inverter en série.

Les entrées sont les mêmes que la porte Nand mais la sortie est inversée par la porte Not ou Inverter.

Lorsque les entrées (A et B) de la porte Et sont à 0 ou 0 volt, les deux transistors NPN sont ouverts, la sortie de la première porte est à 1 ou +5 volts. Lorsque l'entrée de la porte de l'onduleur est de 1 ou +5 volts, le transistor NPN est fermé et la sortie (Q) est de 0 ou 0 volt et tout courant positif passe à la terre à travers le transistor.

Lorsque l'entrée (A) de la porte Et est à 1 ou +5 volts, le transistor NPN sur l'entrée A est fermé. Et lorsque l'entrée (B) de la porte Et est à 0 ou 0 volt, le transistor NPN sur l'entrée B est ouvert, la sortie de la première porte est à 1 ou +5 volts. Lorsque l'entrée de la porte de l'onduleur est de 1 ou +5 volts, le transistor NPN est fermé et la sortie (Q) est de 0 ou 0 volt et tout courant positif passe à la terre à travers le transistor.

Lorsque l'entrée (A) de la porte Et est à 0 ou 0 volt, le transistor NPN sur l'entrée A est ouvert. Et lorsque l'entrée (B) de la porte Et est à 1 ou +5 volts le transistor NPN sur l'entrée B est fermé, la sortie de la première porte est à 1 ou +5 volts. Lorsque l'entrée de la porte de l'onduleur est de 1 ou +5 volts, le transistor NPN est fermé et la sortie (Q) est de 0 ou 0 volt et tout courant positif passe à la terre à travers le transistor.

Lorsque les entrées (A et B) de la porte Nand sont à 1 ou +5 volts, les deux transistors NPN sont fermés et la sortie de la première porte est à 0 ou 0 volt. Lorsque l'entrée de la porte de l'onduleur est de 0 ou 0 volt, le transistor NPN est ouvert et la sortie (Q) est de 1 ou +5 volts et tout courant positif sort de la sortie (Q).

Étape 8: Ou porte

La porte Ou est une porte Nor et une porte Not ou Inverter en série.

Les entrées sont les mêmes que la porte Nor mais la sortie est inversée par la porte Not ou Inverter.

Lorsque les entrées (A et B) de la porte Ou sont à 0 ou 0 volt, les deux transistors NPN sont ouverts, la sortie de la première porte est à 1 ou +5 volts. Lorsque l'entrée de la porte de l'onduleur est de 1 ou +5 volts, le transistor NPN est fermé et la sortie (Q) est de 0 ou 0 volt et tout courant positif passe à la terre à travers le transistor.

Lorsque l'entrée (A) de la porte Ou est à 1 ou +5 volts, le transistor NPN sur l'entrée A est fermé. Et lorsque l'entrée (B) de la porte Nor est à 0 ou 0 volt, le transistor NPN sur l'entrée B est ouvert et la sortie de la première porte est à 0 ou 0 volt. Lorsque l'entrée de la porte de l'onduleur est de 0 ou 0 volt, le transistor NPN est ouvert et la sortie (Q) est de 1 ou +5 volts et tout courant positif sort de la sortie (Q).

Lorsque l'entrée (A) de la porte Ou est à 0 ou 0 volt, le transistor NPN sur l'entrée A est ouvert. Et lorsque l'entrée (B) de la porte Nor est à 1 ou +5 volts, le transistor NPN sur l'entrée B est fermé et la sortie de la première porte est à 0 ou 0 volt. Lorsque l'entrée de la porte de l'onduleur est de 0 ou 0 volt, le transistor NPN est ouvert et la sortie (Q) est de 1 ou +5 volts et tout courant positif sort de la sortie (Q).

Lorsque les entrées (A et B) de la porte Ou sont à 1 ou +5 volts, les deux transistors NPN sont fermés et la sortie de la première porte est à 0 ou 0 volt. Lorsque l'entrée de la porte de l'onduleur est de 0 ou 0 volt, le transistor NPN est ouvert et la sortie (Q) est de 1 ou +5 volts et tout courant positif sort de la sortie (Q).

Étape 9: Exclusif Nor Gate (Xnor)

La porte Nor exclusive est configurée comme deux portes Nand connectées en parallèle en tant que porte Nor avec les deux transistors supérieurs transistors PNP.

Lorsque les entrées (A et B) de la porte Xnor sont à 0 ou 0 volt, les deux transistors NPN sont ouverts et les deux transistors PNP sont fermés. La sortie (Q) est de 1 ou +5 volts et tout courant positif sort de la sortie (Q).

Lorsque l'entrée (A) de la porte Xnor est à 1 ou +5 volts, le transistor NPN sur l'entrée A est fermé et le transistor PNP est ouvert. Avec l'entrée, (B) de la porte Xnor est à 0 ou 0 volt le transistor PNP sur l'entrée B est fermé et le transistor NPN est ouvert. La sortie (Q) est de 0 ou 0 volt et tout courant positif passe à la terre à travers les transistors fermés.

Lorsque l'entrée (A) de la porte Xnor est à 0 ou 0 volt, le transistor NPN sur l'entrée A est ouvert et le transistor PNP est fermé. Avec l'entrée, (B) de la porte Xnor est à 1 ou +5 volts le transistor PNP sur l'entrée B est ouvert et le transistor NPN est fermé. La sortie (Q) est de 0 ou 0 volt et tout courant positif passe à la terre à travers les transistors fermés.

Lorsque les entrées (A et B) de la porte Xnor sont à 1 ou +5 volts, les deux transistors NPN sont fermés et les deux transistors PNP sont ouverts. La sortie (Q) est de 1 ou +5 volts et tout courant positif sort de la sortie (Q).

Étape 10: Exclusif ou Gate (Xor)

Le portail Or Exclusif; utilise les trois portes clés, il est configuré comme deux portes Nand connectées en parallèle en tant que porte Nor avec les deux transistors supérieurs transistors PNP et une porte Not ou Inverter en série.

Les entrées de la porte Xor sont les mêmes que la porte Xnor, mais la sortie est inversée par la porte Not ou Inverter.

Lorsque les entrées (A et B) de la porte Xnor sont à 0 ou 0 volt, les deux transistors NPN sont ouverts et les deux transistors PNP sont fermés et la sortie du premier ensemble de portes est à 1 ou +5 volts. Lorsque l'entrée de la porte de l'onduleur est de 1 ou +5 volts, le transistor NPN est fermé et la sortie (Q) est de 0 ou 0 volt et tout courant positif passe à la terre à travers le transistor.

Lorsque l'entrée (A) de la porte Xnor est à 1 ou +5 volts, le transistor NPN sur l'entrée A est fermé et le transistor PNP est ouvert. Avec l'entrée, (B) de la porte Xnor est 0 ou 0 volt le transistor PNP sur l'entrée B est fermé et le transistor NPN est ouvert, 0 ou 0 volt à l'entrée de l'onduleur. Lorsque l'entrée de la porte de l'onduleur est de 0 ou 0 volt, le transistor NPN est ouvert et la sortie (Q) est de 1 ou +5 volts et tout courant positif sort de la sortie (Q).

Lorsque l'entrée (A) de la porte Xnor est à 0 ou 0 volt, le transistor NPN sur l'entrée A est ouvert et le transistor PNP est fermé. Avec l'entrée, (B) de la porte Xnor est 1 ou +5 volts le transistor PNP sur l'entrée B est ouvert et le transistor NPN est fermé, 0 ou 0 volts à l'entrée de l'onduleur. Lorsque l'entrée de la porte de l'onduleur est de 0 ou 0 volt, le transistor NPN est ouvert et la sortie (Q) est de 1 ou +5 volts et tout courant positif sort de la sortie (Q).

Lorsque les entrées (A et B) de la porte Xnor sont à 1 ou +5 volts, les deux transistors NPN sont fermés et les deux transistors PNP sont ouverts Lorsque l'entrée de la deuxième porte de l'onduleur est à 1 ou +5 volts, le NPN le transistor est fermé et la sortie (Q) est de 0 ou 0 volt et tout courant positif passe à la terre à travers le transistor.

Finaliste du défi des trucs et astuces électroniques