Sisällysluettelo:
2025 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2025-01-23 14:44
Rakennan transistoriportteja hieman eri tavalla kuin useimmat muut elektroniikkainsinöörit. Useimmat ihmiset rakentavat transistoriportteja; rakentaa ne vain positiivista logiikkaa ajatellen, IC -porteilla on kuitenkin kaksi logiikkaa, positiivinen logiikka ja negatiivinen logiikka. Ja rakennan transistoriporttini positiivisella ja negatiivisella logiikalla.
Vaikka portteja on kahdeksan; Puskuri, invertteri tai ei, ja, Nand, tai, Nor, Xor ja Xnor, ne on valmistettu kolmesta porttipiiristä. Ja kun rakennat kaksoislogiikkaportteja, portin rakentamiseen käytetyt kolme piiriä ovat invertteri tai ei, Nand ja Nor, muut portit on tehty kahdesta tai useammasta näistä kolmesta portista.
Miksi rakentaa transistoriportteja? Tässä on viisi syytä rakentaa omat porttisi.
1. Sinulla ei ole tarvittavaa porttia.
2. Haluat portin, joka kuljettaa enemmän tehoa kuin tavallinen portti -IC.
3. Haluat vain yhden portin ja inhoat tuhlata loput portit IC: lle.
4. Kustannukset, yhden transistorin invertteri on alle 0,25 dollaria ja heksadesvertterin IC on 1,00 dollaria ja enemmän.
5. Haluat ymmärtää portteja paremmin.
Vaihe 1: Työkalut ja osat
Tämän ohjeen portit ovat ¼ watin portteja, jos haluat rakentaa korkeamman tehon portteja, tarvitset raskaampia komponentteja.
Hyppyjohdot
Leipälauta
Virtalähde
1 x SN74LS04 IC
2 x kytkimet
2 x LEDiä 1 punainen 1 vihreä
2 x 820 Ω w vastusta
2 x 1 kΩ ¼ w vastukset
3 x 10 kΩ ¼ w vastukset
3 x NPN yleiskäyttöiset transistorit, käytin 2N3904.
2 x PNP yleiskäyttöiset transistorit, käytin 2N3906.
Vaihe 2: Dual Logic
Kun katsot portin totuuspöytää; kuten kaksi tuloa tai porttia, saat totuustaulukon, joka näyttää tältä. Tämä on positiivisen totuuden taulukko tai portille. Kohdissa A ja B on portin tulot ja Q on lähtö. 1 edustaa loogista arvoa 1 tai + 5 volttia ja 0 edustaa loogista arvoa 0 tai 0 volttia. Joten kun useimmat ihmiset rakentavat portin transistoreista, he rakentavat sille loogisen arvon 1 tai + 5 volttia ja loogisen arvon 0 tai ei volttia. Mutta näin ei tapahdu portin lähdössä, IC: ssä.
Kun portin ulostulo siirtyy loogisesta arvosta 1 logiikka -arvoon 0, sen portin ulostulo siirtyy + 5 voltista, kun virta virtaa ulostulosta 0 volttiin, kun virta virtaa portin lähtöön. Virta kääntää suunnan. Käänteistä virtaa käytettäessä tätä kutsutaan negatiiviseksi logiikaksi, jossa 0 volttia on - 1 logiikka -arvo ja + 5 volttia - 0 logiikka -arvoa.
On helpointa nähdä, mitä tämä tekee, kun liität minkä tahansa portin lähdön; NPN -transistorin ja PNP -transistorin kantaan, sarjaan LED -valolla. Vaikka portin lähtö on logiikka -arvo 1, (5 volttia), NPN -transistori on suljettu ja LED -valo NPN -transistorin kanssa syttyy. Kun portin lähtö siirtyy logiikka -arvosta 1 logiikka -arvoon 0, (5 volttia - 0 volttia), virta muuttaa suuntaa ja NPN -transistori avautuu PNP -transistorin sulkeutuessa. Tämä sammuttaa LED -valon sarjaan NPN -transistorin kanssa ja sytyttää LED -valon sarjaan PNP -transistorin kanssa.
Minun transistori portit on sama dual logiikka kuin portit IC. Vaikka portin lähtö on logiikka -arvo 1, (5 volttia), NPN -transistori on suljettu ja LED -valo NPN -transistorin kanssa syttyy. Kun portin lähtö siirtyy logiikka -arvosta 1 logiikka -arvoon 0, (5 volttia - 0 volttia), virta muuttaa suuntaa ja NPN -transistori avautuu PNP -transistorin sulkeutuessa. Tämä sammuttaa LEDin sarjassa NPN -transistorin kanssa ja sytyttää LEDin sarjaan PNP -transistorin kanssa.
Vaihe 3: Ei tai invertteriportti
Ei tai invertteriportti on ensimmäinen 3 portista, joita tarvitaan muiden 5 portin valmistamiseen.
Kun invertterin portin tulo (A) on 0 tai 0 volttia, NPN -transistori on auki ja lähtö (Q) on 1 tai +5 volttia ja mahdollinen positiivinen virta poistuu lähdöstä (Q).
Kun invertterin portin tulo (A) on 1 tai +5 volttia, NPN -transistori suljetaan ja lähtö (Q) on 0 tai 0 volttia ja mahdollinen positiivinen virta kulkee maahan transistorin kautta.
Vaihe 4: Nand -portti
Nand -portti on toinen kolmesta portista, joita tarvitaan muiden 5 portin valmistamiseen.
Kun Nand -portin tulot (A ja B) ovat 0 tai 0 volttia, molemmat NPN -transistorit ovat auki ja lähtö (Q) on 1 tai +5 volttia ja mahdollinen positiivinen virta poistuu lähdöstä (Q).
Kun Nand -portin tulo (A) on 1 tai +5 volttia, A -tulon NPN -transistori on suljettu. Ja kun Nand -portin tulo (B) on 0 tai 0 volttia, B -tulon NPN -transistori on auki ja lähtö (Q) on 1 tai +5 volttia ja mahdollinen positiivinen virta poistuu lähdöstä (Q).
Kun Nand -portin tulo (A) on 0 tai 0 volttia, A -tulon NPN -transistori on auki. Ja kun Nand -portin tulo (B) on 1 tai +5 volttia, B -tulon NPN -transistori suljetaan ja lähtö (Q) on 1 tai +5 volttia ja mahdollinen positiivinen virta poistuu lähdöstä (Q)).
Kun Nand -portin tulot (A ja B) ovat 1 tai +5 volttia, molemmat NPN -transistorit ovat kiinni ja lähtö (Q) on 0 tai 0 volttia ja mahdollinen positiivinen virta kulkee maahan transistorien kautta.
Vaihe 5: Ei porttia
Nor -portti on kolmas kolmesta portista, joita tarvitaan muiden 5 portin valmistamiseen.
Kun Nor -portin tulot (A ja B) ovat 0 tai 0 volttia, molemmat NPN -transistorit ovat auki ja lähtö (Q) on 1 tai +5 volttia ja mahdollinen positiivinen virta poistuu lähdöstä (Q).
Kun Nor -portin tulo (A) on 1 tai +5 volttia, A -tulon NPN -transistori on suljettu. Ja kun Nor -portin tulo (B) on 0 tai 0 volttia, B -tulon NPN -transistori on auki ja lähtö (Q) on 0 tai 0 volttia ja mahdollinen positiivinen virta menee maahan A -tulon transistorin kautta.
Kun Nor -portin tulo (A) on 0 tai 0 volttia, A -tulon NPN -transistori on auki. Ja kun Nor -portin tulo (B) on 1 tai +5 volttia, NPN -transistori B -tulossa on suljettu ja lähtö (Q) on 0 tai 0 volttia ja mahdollinen positiivinen virta menee maahan transistorin kautta B: ssä tulo.
Kun Nor -portin tulot (A ja B) ovat 1 tai +5 volttia, molemmat NPN -transistorit ovat kiinni ja lähtö (Q) on 0 tai 0 volttia ja mahdollinen positiivinen virta menee maahan molempien transistorit.
Vaihe 6: Puskuri
Puskuri käyttää kahta samaa porttia; kaksi Not- tai Inverter -porttia sarjassa.
Kun ensimmäisen invertteriportin tulo (A) on 0 tai 0 volttia, NPN -transistori on auki ja lähtö on 1 tai +5 volttia toisen invertterin tuloon. Kun toisen invertteriportin tulo on 1 tai +5 volttia, NPN -transistori suljetaan ja lähtö (Q) on 0 tai 0 volttia ja mahdollinen positiivinen virta kulkee maahan transistorin kautta.
Kun ensimmäisen invertterin portin tulo (A) on 1 tai +5 volttia, NPN -transistori suljetaan ja lähtö on 0 tai 0 volttia toisen invertterin tuloon. Kun toisen invertteriportin tulo on 0 tai 0 volttia, NPN -transistori on auki ja lähtö (Q) on 1 tai +5 volttia ja mahdollinen positiivinen virta poistuu lähdöstä (Q).
Vaihe 7: Ja portti
Ja portti on Nand -portti ja Not- tai invertteriportti sarjassa.
Tulot ovat samat kuin Nand -portti, mutta Not- tai Inverter -portti kääntää ulostulon.
Kun And -portin tulot (A ja B) ovat 0 tai 0 volttia, molemmat NPN -transistorit ovat auki, ensimmäisen portin lähtö on 1 tai +5 volttia. Kun invertterin portin tulo on 1 tai +5 volttia, NPN -transistori suljetaan ja lähtö (Q) on 0 tai 0 volttia ja mahdollinen positiivinen virta kulkee maahan transistorin kautta.
Kun And -portin tulo (A) on 1 tai +5 volttia, A -tulon NPN -transistori on suljettu. Ja kun And -portin tulo (B) on 0 tai 0 volttia, B -tulon NPN -transistori on auki, ensimmäisen portin lähtö on 1 tai +5 volttia. Kun invertterin portin tulo on 1 tai +5 volttia, NPN -transistori suljetaan ja lähtö (Q) on 0 tai 0 volttia ja mahdollinen positiivinen virta kulkee maahan transistorin kautta.
Kun And -portin tulo (A) on 0 tai 0 volttia, A -tulon NPN -transistori on auki. Ja kun And -portin tulo (B) on 1 tai +5 volttia, B -tulon NPN -transistori on suljettu, ensimmäisen portin lähtö on 1 tai +5 volttia. Kun invertterin portin tulo on 1 tai +5 volttia, NPN -transistori suljetaan ja lähtö (Q) on 0 tai 0 volttia ja mahdollinen positiivinen virta kulkee maahan transistorin kautta.
Kun Nand -portin tulot (A ja B) ovat 1 tai +5 volttia, molemmat NPN -transistorit ovat kiinni ja ensimmäisen portin lähtö on 0 tai 0 volttia. Kun taajuusmuuttajan portin tulo on 0 tai 0 volttia, NPN -transistori on auki ja lähtö (Q) on 1 tai +5 volttia ja mahdollinen positiivinen virta poistuu lähdöstä (Q).
Vaihe 8: Tai portti
Or -portti on Nor -portti ja Not- tai invertteriportti sarjassa.
Tulot ovat samat kuin Nor -portti, mutta Not- tai Inverter -portti kääntää ulostulon.
Kun Or -portin tulot (A ja B) ovat 0 tai 0 volttia, molemmat NPN -transistorit ovat auki, ensimmäisen portin lähtö on 1 tai +5 volttia. Kun taajuusmuuttajan portin tulo on 1 tai +5 volttia, NPN -transistori suljetaan ja lähtö (Q) on 0 tai 0 volttia ja mahdollinen positiivinen virta kulkee maahan transistorin kautta.
Kun tulo, tai portin (A) on 1 tai +5 volttia, A -tulon NPN -transistori on suljettu. Ja kun Nor -portin tulo (B) on 0 tai 0 volttia, B -tulon NPN -transistori on auki ja ensimmäisen portin lähtö on 0 tai 0 volttia. Kun taajuusmuuttajan portin tulo on 0 tai 0 volttia, NPN -transistori on auki ja lähtö (Q) on 1 tai +5 volttia ja mahdollinen positiivinen virta poistuu lähdöstä (Q).
Kun tulo, tai portin (A) arvo on 0 tai 0 volttia, A -tulon NPN -transistori on auki. Ja kun Nor -portin tulo (B) on 1 tai +5 volttia, B -tulon NPN -transistori on suljettu ja ensimmäisen portin lähtö on 0 tai 0 volttia. Kun taajuusmuuttajan portin tulo on 0 tai 0 volttia, NPN -transistori on auki ja lähtö (Q) on 1 tai +5 volttia ja mahdollinen positiivinen virta poistuu lähdöstä (Q).
Kun Or -portin tulot (A ja B) ovat 1 tai +5 volttia, molemmat NPN -transistorit ovat kiinni ja ensimmäisen portin lähtö on 0 tai 0 volttia. Kun taajuusmuuttajan portin tulo on 0 tai 0 volttia, NPN -transistori on auki ja lähtö (Q) on 1 tai +5 volttia ja mahdollinen positiivinen virta poistuu lähdöstä (Q).
Vaihe 9: Exclusive Nor Gate (Xnor)
Exclusive Nor -portti on konfiguroitu kahdeksi Nand -portiksi, jotka on kytketty rinnakkain Nor -portiksi kahden PNP -transistorin yläosan kanssa.
Kun Xnor -portin tulot (A ja B) ovat 0 tai 0 volttia, molemmat NPN -transistorit ovat auki ja molemmat PNP -transistorit kiinni. Lähtö (Q) on 1 tai +5 volttia ja mahdollinen positiivinen virta poistuu lähdöstä (Q).
Kun Xnor -portin tulo (A) on 1 tai +5 volttia, A -tulon NPN -transistori on suljettu ja PNP -transistori on auki. Tulolla Xnor -portin (B) jännite on 0 tai 0 volttia, PNP -transistori B -tulossa on suljettu ja NPN -transistori on auki. Lähtö (Q) on 0 tai 0 volttia ja mahdollinen positiivinen virta menee maahan suljettujen transistorien kautta.
Kun Xnor -portin tulo (A) on 0 tai 0 volttia, A -tulon NPN -transistori on auki ja PNP -transistori on kiinni. Tulolla Xnor -portin (B) jännite on 1 tai +5 volttia, PN -transistori B -tulossa on auki ja NPN -transistori on kiinni. Lähtö (Q) on 0 tai 0 volttia ja mahdollinen positiivinen virta menee maahan suljettujen transistorien kautta.
Kun Xnor -portin tulot (A ja B) ovat 1 tai +5 volttia, molemmat NPN -transistorit ovat kiinni ja molemmat PNP -transistorit ovat auki. Lähtö (Q) on 1 tai +5 volttia ja mahdollinen positiivinen virta poistuu lähdöstä (Q).
Vaihe 10: Yksinomainen tai portti (Xor)
Yksinomainen tai portti; käyttää kaikkia kolmea avainporttia, se on konfiguroitu kahdeksi Nand -portiksi, jotka on kytketty rinnakkain nor -portiksi kahden ylimmän transistorin PNP -transistorin ja Not- tai invertteriportin kanssa.
Xor -porttitulot ovat samat kuin Xnor -portit, mutta Not- tai Inverter -portti kääntävät lähdön.
Kun Xnor -portin tulot (A ja B) ovat 0 tai 0 volttia, molemmat NPN -transistorit ovat auki ja molemmat PNP -transistorit ovat kiinni ja ensimmäisen porttisarjan lähtö on 1 tai +5 volttia. Kun taajuusmuuttajan portin tulo on 1 tai +5 volttia, NPN -transistori suljetaan ja lähtö (Q) on 0 tai 0 volttia ja mahdollinen positiivinen virta kulkee maahan transistorin kautta.
Kun Xnor -portin tulo (A) on 1 tai +5 volttia, A -tulon NPN -transistori on suljettu ja PNP -transistori on auki. Tulolla Xnor -portin (B) arvo on 0 tai 0 volttia, PNP -transistori B -tulossa on suljettu ja NPN -transistori on auki, 0 tai 0 volttia invertterin tuloon. Kun taajuusmuuttajan portin tulo on 0 tai 0 volttia, NPN -transistori on auki ja lähtö (Q) on 1 tai +5 volttia ja mahdollinen positiivinen virta poistuu lähdöstä (Q).
Kun Xnor -portin tulo (A) on 0 tai 0 volttia, A -tulon NPN -transistori on auki ja PNP -transistori on kiinni. Tulolla Xnor -portin (B) jännite on 1 tai +5 volttia, PNP -transistori B -tulossa on auki ja NPN -transistori on kiinni, 0 tai 0 volttia invertterin tuloon. Kun taajuusmuuttajan portin tulo on 0 tai 0 volttia, NPN -transistori on auki ja lähtö (Q) on 1 tai +5 volttia ja mahdollinen positiivinen virta poistuu lähdöstä (Q).
Kun Xnor -portin tulot (A ja B) ovat 1 tai +5 volttia, molemmat NPN -transistorit ovat kiinni ja molemmat PNP -transistorit ovat auki Kun toisen invertteriportin tulo on 1 tai +5 volttia, NPN transistori on kiinni ja lähtö (Q) on 0 tai 0 volttia ja mahdollinen positiivinen virta menee maahan transistorin kautta.
Toinen sija elektroniikan vinkkien ja temppujen haasteessa
Suositeltava:
Arduino UNO Logic Sniffer: 8 vaihetta (kuvilla)
Arduino UNO Logic Sniffer: Tämä projekti alkoi yksinkertaisena kokeiluna. Tutkiessani ATMEGA328P: n tietolomaketta toiseen projektiin löysin jotain melko mielenkiintoista. Ajastimen 1 tulon sieppausyksikkö. Sen avulla Arduino UNO: n mikro -ohjain voi havaita signaalin
Raspberry Pi Logic Chip Tester: 4 vaihetta
Raspberry Pi Logic Chip Tester: Tämä on Raspberry pi: n logiikkatestauskomento, jonka avulla voit tarkistaa, toimiiko (itse tehty) logiikkapiiri. Tätä komentosarjaa voidaan käyttää myös releiden testaamiseen. tukee 5v GPIO -tuloja, joten jos piirisi ulostulot ovat 5V
Arduino Nano Logic Probe: 17 vaihetta (kuvilla)
Arduino Nano Logic Probe: Tämä projekti on uusi versio Arduino Logic Probe -laitteestani, mutta se on nyt rakennettu Arduino Nano -laitteella Arduino Unon sijasta. Kolminumeroinen näyttö, muutama vastus ja Arduino Nano ovat käytännössä tämän mielenkiintoisen projektin komponentteja, jotka
PUZZLE - Arduino Logic Game: 3 vaihetta
PUZZLE - Arduino Logic Game: Hei. Haluaisin kertoa teille yksinkertaisen pulmapelin & Puzzle " käyttämällä Arduino UNO: ta ja TFT-Shieldiä. Pelin luomiseen tarvitsin seuraavat komponentit: Arduino UNO -virtasovitin (AC-DC) 6-12V Arduino UNO Micro
TTL Logic Level Tester Pen: 5 vaihetta (kuvilla)
TTL Logic Level Tester Pen: napaisuustesterikynä & TTL Logic Level Tester Pen Tämä napaisuustesterin kynä on hieman erilainen, koska se pystyy testaamaan TTL -tasoja ja näyttää tilan 7 -segmenttisellä näytöllä käyttämällä kirjaimia: " H " (Korkea) logiikkatasolle "