Układ scalony lub układ scalony to połączenie wielu małych obwodów w małej obudowie, które razem wykonują wspólne zadanie. Na przykład wzmacniacz operacyjny lub układ scalony timera 555 jest zbudowany z kombinacji wielu tranzystorów, przerzutników, bramek logicznych i innych kombinowanych układów cyfrowych. Podobnie, Flip-Flop można zbudować, używając kombinacji bramek logicznych, a same bramki logiczne można zbudować za pomocą kilku tranzystorów.
W każdym układzie scalonym podstawowym blokiem będą bramki logiczne, których wyjścia mają wartość wysoką (1) lub niską (0). Te bramki logiczne wejdą w obwody cyfrowe. Istnieją różne typy bramek logicznych, są to AND, OR, NOT, NAND, bramka NOR, bramka X-OR i bramka X-NOR. Wśród nich AND, OR, NOT są podstawowymi bramkami, podczas gdy bramki NOR i NAND nazywane są bramkami uniwersalnymi. Chociaż każda bramka logiczna jest dostępna jako pakiet IC gotowy do użycia, możliwe jest również zbudowanie ich przy użyciu prostego artykułu. Zbudowaliśmy już bramkę AND przy użyciu tranzystora i bramkę OR przy użyciu tranzystora, po czym w tym artykule zbudujemy bramkę NOT przy użyciu tranzystora BJT. Zanim zaczniemy, zapoznajmy się z podstawami działania bramki NOT i tranzystorów.
NIE Podstawy i działanie bramy
Bramka NOT jest najprostszą bramką w porównaniu z pozostałymi bramkami cyfrowymi. NIE brama symbol przedstawiono poniżej, wraz z tabeli prawdy NIE bramie. Posiada jedno wejście i jedno wyjście.
Równanie nie Brama logiczne mogą być zapisane jako: y = jego produkcja będzie niska, gdy wejście jest wysoki, a wyjście jest wysokie, gdy wejście jest niska.
Tranzystor - podstawy i działanie
Dowiemy się o tranzystorach, ponieważ zamierzamy zbudować bramkę NOT za pomocą BC547, który jest tranzystorem NPN. Tranzystor to połączenie z powrotem do tyłu diody. Dioda jest urządzeniem półprzewodnikowym, które jest domieszkowane domieszkami, aby nadać jej typ p lub n, w zależności od rodzaju zanieczyszczeń stosowanych w domieszkowaniu. Kiedy te diody są podłączone z powrotem do tylnego złącza, tworzą tranzystor. W zależności od tego, które strony są połączone, tranzystory są dwojakiego rodzaju, mianowicie tranzystor NPN i tranzystor PNP.
Różnica w obwodzie polega na tym, że podczas podłączania zacisków zasilania zacisk emitera tranzystora PNP jest połączony z zaciskiem dodatnim, aw przypadku tranzystora NPN zacisk dodatni jest podłączony do zacisku kolektora. Odtąd temat będzie omawiany wyłącznie w oparciu o tranzystor NPN.
Przypadek 1: Gdy napięcie bazowe jest mniejsze niż napięcie emitera, przepływ elektronów z emitera do kolektora jest blokowany przez złącze PN (prąd ten jest prądem elektrycznym, który przepływa z zacisku ujemnego do zacisku dodatniego, podczas gdy prąd konwencjonalny przepływa z zacisku dodatniego do ujemnego terminal), ponieważ teraz działa odwrotnie.
Przypadek 2: Gdy napięcie bazowe jest większe niż napięcie emitera (Vb> 0,6v), złącze zostaje zmniejszone, co umożliwia przepływ prądu z zacisku emitera do zacisku kolektora. Tranzystor musi pracować w obszarze nasycenia, ponieważ zapewnia niski spadek napięcia w obszarze nasycenia.
Schemat obwodu
Obwód bramy nie używając tranzystor znajduje się poniżej. Obwód został zaprojektowany i poddany symulacji przy użyciu oprogramowania Proteus.
Wziąłem napięcie zasilania jako 9V, a do leda chcę wysłać 9mA, więc użyłem 100 omów do ograniczenia prądu. Ten sam prąd musi płynąć w tranzystorze I c = 9mA. Hfe tranzystora wynosi 100, więc wartość I b powinna wynosić 0,09mA. Ponieważ I b wynosi 0,09 mA, wartość rezystora bazowego powinna wynosić 10 kiloomów.
Poniższy rysunek przedstawia przepływ prądu w obu przypadkach.
Przypadek 1:-
Gdy przełącznik jest w stanie wyłączenia, prąd do bazy jest zerowy, a tranzystor działa jako obwód otwarty, ponieważ prąd płynie w kierunku diody LED i dioda LED zaczyna świecić.
Przypadek 2: -
Gdy przełącznik jest w stanie ON, prąd do bazy zaczyna płynąć, co powoduje, że tranzystor działa jak zwarcie, a jako prąd wybiera najniższą rezystancję, którą teraz zapewnia tranzystor, będzie płynąć tą ścieżką i dioda LED zostanie wyłączony.
W związku z tym oba przypadki mają te same dane wejściowe i wyjściowe zgodne z tabelą prawdy bramy NOT. W ten sposób zbudowaliśmy bramkę NOT Logic przy użyciu tranzystora. Mam nadzieję, że zrozumiałeś samouczek i nauczyłeś się czegoś nowego. Pełne działanie konfiguracji można zobaczyć na poniższym filmie. Jeśli masz jakieś pytania, zostaw je w sekcji komentarzy poniżej lub skorzystaj z naszych forów, aby uzyskać odpowiedzi na inne pytania techniczne.