Mục lục:
- Bước 1: Công cụ & bộ phận
- Bước 2: Logic kép
- Bước 3: Không hoặc Cổng biến tần
- Bước 4: Cổng Nand
- Bước 5: Cổng không
- Bước 6: Bộ đệm
- Bước 7: Và cổng
- Bước 8: Hoặc Cổng
- Bước 9: Cổng Nor độc quyền (Xnor)
- Bước 10: Độc quyền hoặc Cổng (Xor)
Video: Cổng bóng bán dẫn logic kép: 10 bước
2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34
Tôi xây dựng cổng bóng bán dẫn hơi khác so với hầu hết các kỹ sư điện tử khác. Hầu hết mọi người khi họ xây dựng các cổng bóng bán dẫn; xây dựng chúng chỉ với logic tích cực trong tâm trí, tuy nhiên các cổng trong IC có hai logic, logic tích cực và logic tiêu cực. Và tôi xây dựng các cổng bóng bán dẫn của mình với logic tích cực và tiêu cực.
Mặc dù có tám cửa; Bộ đệm, Biến tần hoặc Không, Và, Nand, Hoặc, Nor, Xor và Xnor, chúng được làm từ ba mạch cổng. Và khi bạn đang xây dựng các cổng logic kép, ba mạch được sử dụng để xây dựng cổng là Biến tần hoặc Không, Nand và Nor, phần còn lại của các cổng được tạo từ hai hoặc nhiều hơn trong số ba cổng này.
Tại sao phải xây dựng cổng bóng bán dẫn? Đây là năm lý do để xây dựng cổng của riêng bạn.
1. Bạn không có cổng mà bạn cần.
2. Bạn muốn một cổng mang nhiều điện năng hơn một IC cổng tiêu chuẩn.
3. Bạn chỉ muốn có một cổng và bạn ghét lãng phí các cổng còn lại trên vi mạch.
4. Chi phí, một Biến tần một bóng bán dẫn là dưới $ 0,25 và một IC Biến tần hex là $ 1,00 trở lên.
5. Bạn muốn hiểu rõ hơn về các cánh cổng.
Bước 1: Công cụ & bộ phận
Các cổng trong Có thể hướng dẫn này là cổng ¼ watt, nếu bạn muốn xây cổng có công suất cao hơn, bạn sẽ cần các thành phần công suất của xe nâng.
Dây nhảy
Breadboard
Nguồn cấp
1 x SN74LS04 IC
2 x Công tắc
2 x đèn LED 1 đỏ 1 xanh
Điện trở 2 x 820 Ω ¼ w
Điện trở 2 x 1 kΩ ¼ w
Điện trở 3 x 10 kΩ ¼ w
3 x bóng bán dẫn mục đích chung NPN, tôi đã sử dụng 2N3904.
2 x bóng bán dẫn mục đích chung PNP, tôi đã sử dụng 2N3906.
Bước 2: Logic kép
Khi bạn tra cứu bảng sự thật của một cánh cổng; chẳng hạn như hai đầu vào Hoặc cổng, bạn sẽ nhận được một bảng sự thật giống như thế này. Đây là một bảng sự thật tích cực cho một cửa Hoặc. Dưới A và B là đầu vào của cổng và Q là đầu ra. 1 đại diện cho giá trị logic 1 hoặc + 5 volt và 0 đại diện cho giá trị logic 0 hoặc 0 volt. Vì vậy, khi hầu hết mọi người xây dựng một cổng ra khỏi bóng bán dẫn, họ xây dựng nó giá trị logic 1 hoặc + 5 vôn và giá trị logic 0 hoặc không vôn. Nhưng đó không phải là những gì xảy ra với đầu ra của một cổng, trong một vi mạch.
Khi đầu ra của một cổng đi từ giá trị logic 1 đến giá trị logic 0, đầu ra của cổng đó đi từ + 5 volt với dòng điện đi ra khỏi đầu ra đến 0 volt với dòng điện đi vào đầu ra của cổng. Dòng điện đổi chiều. Khi bạn sử dụng dòng điện đảo chiều, nó được gọi là logic âm trong đó 0 volt là - 1 giá trị logic và + 5 volt là - 0 giá trị logic.
Dễ dàng nhất để xem điều này làm gì khi bạn kết nối đầu ra của bất kỳ cổng nào; đến đế của một bóng bán dẫn NPN và một bóng bán dẫn PNP, mắc nối tiếp với một đèn LED. Trong khi đầu ra của cổng là giá trị logic 1, (5 Volts), bóng bán dẫn NPN được đóng lại và đèn LED nối tiếp với bóng bán dẫn NPN sáng lên. Khi đầu ra cổng đi từ giá trị logic 1 đến giá trị logic 0, (5 vôn đến 0 vôn), dòng điện đảo ngược hướng và bóng bán dẫn NPN mở ra khi bóng bán dẫn PNP đóng lại. Thao tác này sẽ tắt đèn LED mắc nối tiếp với bóng bán dẫn NPN và làm sáng đèn LED mắc nối tiếp với bóng bán dẫn PNP.
Các cổng bóng bán dẫn của tôi có cùng một logic kép như các cổng trong IC. Trong khi đầu ra của cổng là giá trị logic 1, (5 Volts), bóng bán dẫn NPN được đóng lại và đèn LED nối tiếp với bóng bán dẫn NPN sáng lên. Khi đầu ra cổng đi từ giá trị logic 1 đến giá trị logic 0, (5 vôn đến 0 vôn), dòng điện đảo ngược hướng và bóng bán dẫn NPN mở ra khi bóng bán dẫn PNP đóng lại. Thao tác này sẽ tắt đèn LED mắc nối tiếp với bóng bán dẫn NPN và làm sáng đèn LED mắc nối tiếp với bóng bán dẫn PNP.
Bước 3: Không hoặc Cổng biến tần
Không hay cổng Biến tần là cổng đầu tiên trong 3 cổng cần thiết để làm 5 cổng còn lại.
Khi đầu vào, (A) của cổng Biến tần là 0 hoặc 0 vôn, bóng bán dẫn NPN sẽ mở và đầu ra, (Q) là 1 hoặc +5 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào đi ra khỏi đầu ra (Q).
Khi đầu vào, (A) của cổng Biến tần là 1 hoặc +5 vôn, bóng bán dẫn NPN sẽ đóng và đầu ra, (Q) là 0 hoặc 0 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào cũng đi xuống đất qua bóng bán dẫn.
Bước 4: Cổng Nand
Cổng Nand là cổng thứ hai trong số 3 cổng cần thiết để làm 5 cổng còn lại.
Khi các đầu vào, (A và B) của cổng Nand là 0 hoặc 0 vôn, cả hai bóng bán dẫn NPN đều mở và đầu ra, (Q) là 1 hoặc +5 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào đi ra khỏi đầu ra (Q).
Khi đầu vào, (A) của cổng Nand là 1 hoặc +5 vôn, bóng bán dẫn NPN trên đầu vào A sẽ đóng lại. Và khi đầu vào, (B) của cổng Nand là 0 hoặc 0 vôn, bóng bán dẫn NPN trên đầu vào B sẽ mở và đầu ra, (Q) là 1 hoặc +5 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào đi ra khỏi đầu ra (Q).
Khi đầu vào, (A) của cổng Nand là 0 hoặc 0 vôn, bóng bán dẫn NPN trên đầu vào A sẽ mở. Và khi đầu vào, (B) của cổng Nand là 1 hoặc +5 vôn, bóng bán dẫn NPN trên đầu vào B đóng và đầu ra, (Q) là 1 hoặc +5 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào đi ra khỏi đầu ra (Q).
Khi các đầu vào, (A và B) của cổng Nand là 1 hoặc +5 vôn, cả hai bóng bán dẫn NPN đều đóng và đầu ra, (Q) là 0 hoặc 0 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào cũng đi xuống đất qua các bóng bán dẫn.
Bước 5: Cổng không
Cổng Nor là cổng thứ ba trong số 3 cổng cần thiết để làm 5 cổng còn lại.
Khi đầu vào, (A và B) của cổng Nor là 0 hoặc 0 vôn, cả hai bóng bán dẫn NPN đều mở và đầu ra, (Q) là 1 hoặc +5 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào đi ra khỏi đầu ra (Q).
Khi đầu vào, (A) của cổng Nor là 1 hoặc +5 vôn, bóng bán dẫn NPN trên đầu vào A sẽ đóng. Và khi đầu vào, (B) của cổng Nor là 0 hoặc 0 vôn, bóng bán dẫn NPN trên đầu vào B sẽ mở và đầu ra, (Q) là 0 hoặc 0 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào đi xuống đất qua bóng bán dẫn trên đầu vào A.
Khi đầu vào, (A) của cổng Nor là 0 hoặc 0 vôn, bóng bán dẫn NPN trên đầu vào A sẽ mở. Và khi đầu vào, (B) của cổng Nor là 1 hoặc +5 vôn, bóng bán dẫn NPN trên đầu vào B sẽ đóng và đầu ra, (Q) là 0 hoặc 0 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào đi xuống đất qua bóng bán dẫn trên B đầu vào.
Khi các đầu vào, (A và B) của cổng Nor là 1 hoặc +5 vôn, cả hai bóng bán dẫn NPN đều đóng và đầu ra, (Q) là 0 hoặc 0 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào đi qua đất qua cả hai Linh kiện bán dẫn.
Bước 6: Bộ đệm
Bộ đệm sử dụng hai cổng giống nhau; hai cổng Không hoặc Biến tần mắc nối tiếp.
Khi đầu vào, (A) của cổng Biến tần thứ nhất là 0 hoặc 0 vôn, bóng bán dẫn NPN sẽ mở và đầu ra, là 1 hoặc +5 vôn đối với đầu vào của bộ biến tần thứ hai. Khi đầu vào của cổng Biến tần thứ hai là 1 hoặc +5 vôn, bóng bán dẫn NPN sẽ đóng và đầu ra, (Q) là 0 hoặc 0 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào cũng đi xuống đất qua bóng bán dẫn.
Khi đầu vào, (A) của cổng Biến tần thứ nhất là 1 hoặc +5 vôn, bóng bán dẫn NPN được đóng và đầu ra, là 0 hoặc 0 vôn đối với đầu vào của biến tần thứ hai. Khi đầu vào của cổng Biến tần thứ hai là 0 hoặc 0 vôn, bóng bán dẫn NPN sẽ mở và đầu ra, (Q) là 1 hoặc +5 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào đi ra đầu ra (Q).
Bước 7: Và cổng
Cổng And là cổng Nand và cổng Not hoặc Biến tần mắc nối tiếp.
Các đầu vào giống như cổng Nand tuy nhiên đầu ra bị đảo ngược bởi cổng Không hoặc Biến tần.
Khi các đầu vào, (A và B) của cổng Và là 0 hoặc 0 vôn, cả hai bóng bán dẫn NPN đều mở, đầu ra của cổng đầu tiên là 1 hoặc +5 vôn. Khi đầu vào của cổng Biến tần là 1 hoặc +5 vôn, bóng bán dẫn NPN sẽ đóng và đầu ra, (Q) là 0 hoặc 0 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào cũng đi xuống đất qua bóng bán dẫn.
Khi đầu vào, (A) của cổng Và là 1 hoặc +5 vôn, bóng bán dẫn NPN trên đầu vào A sẽ đóng lại. Và khi đầu vào, (B) của cổng Và là 0 hoặc 0 vôn, bóng bán dẫn NPN trên đầu vào B mở, đầu ra của cổng đầu tiên là 1 hoặc +5 vôn. Khi đầu vào của cổng Biến tần là 1 hoặc +5 vôn, bóng bán dẫn NPN sẽ đóng lại và đầu ra, (Q) là 0 hoặc 0 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào cũng đi xuống đất qua bóng bán dẫn.
Khi đầu vào, (A) của cổng Và là 0 hoặc 0 vôn, bóng bán dẫn NPN trên đầu vào A sẽ mở. Và khi đầu vào, (B) của cổng Và là 1 hoặc +5 vôn, bóng bán dẫn NPN trên đầu vào B đóng, đầu ra của cổng đầu tiên là 1 hoặc +5 vôn. Khi đầu vào của cổng Biến tần là 1 hoặc +5 vôn, bóng bán dẫn NPN sẽ đóng lại và đầu ra, (Q) là 0 hoặc 0 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào cũng đi xuống đất qua bóng bán dẫn.
Khi các đầu vào, (A và B) của cổng Nand là 1 hoặc +5 vôn, cả hai bóng bán dẫn NPN đều đóng và đầu ra của cổng đầu tiên là 0 hoặc 0 vôn. Khi đầu vào của cổng Biến tần là 0 hoặc 0 vôn, bóng bán dẫn NPN sẽ mở và đầu ra, (Q) là 1 hoặc +5 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào đi ra đầu ra (Q).
Bước 8: Hoặc Cổng
Cổng Or là cổng Nor và cổng Not hoặc Inverter nối tiếp nhau.
Các đầu vào giống như cổng Nor tuy nhiên đầu ra bị đảo ngược bởi cổng Không hoặc Biến tần.
Khi các đầu vào, (A và B) của cổng Hoặc là 0 hoặc 0 vôn, cả hai bóng bán dẫn NPN đều mở, đầu ra của cổng đầu tiên là 1 hoặc +5 vôn. Khi đầu vào của cổng Biến tần là 1 hoặc +5 vôn, bóng bán dẫn NPN sẽ đóng lại và đầu ra, (Q) là 0 hoặc 0 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào cũng đi xuống đất qua bóng bán dẫn.
Khi đầu vào, (A) của cổng Hoặc là 1 hoặc +5 vôn, bóng bán dẫn NPN trên đầu vào A sẽ đóng lại. Và khi đầu vào, (B) của cổng Nor là 0 hoặc 0 vôn, bóng bán dẫn NPN trên đầu vào B sẽ mở và đầu ra của cổng đầu tiên là 0 hoặc 0 vôn. Khi đầu vào của cổng Biến tần là 0 hoặc 0 vôn, bóng bán dẫn NPN sẽ mở và đầu ra, (Q) là 1 hoặc +5 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào đi ra đầu ra (Q).
Khi đầu vào, (A) của cổng Hoặc là 0 hoặc 0 vôn, bóng bán dẫn NPN trên đầu vào A sẽ mở. Và khi đầu vào, (B) của cổng Nor là 1 hoặc +5 volt, bóng bán dẫn NPN trên đầu vào B sẽ đóng và đầu ra của cổng đầu tiên là 0 hoặc 0 volt. Khi đầu vào của cổng Biến tần là 0 hoặc 0 vôn, bóng bán dẫn NPN sẽ mở và đầu ra, (Q) là 1 hoặc +5 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào đi ra đầu ra (Q).
Khi các đầu vào, (A và B) của cổng Hoặc là 1 hoặc +5 vôn, cả hai bóng bán dẫn NPN đều đóng và đầu ra của cổng đầu tiên là 0 hoặc 0 vôn. Khi đầu vào của cổng Biến tần là 0 hoặc 0 vôn, bóng bán dẫn NPN sẽ mở và đầu ra, (Q) là 1 hoặc +5 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào đi ra đầu ra (Q).
Bước 9: Cổng Nor độc quyền (Xnor)
Cổng Nor độc quyền được cấu hình như hai cổng Nand được kết nối song song như một cổng Nor với hai bóng bán dẫn PNP trên cùng.
Khi các đầu vào, (A và B) của cổng Xnor là 0 hoặc 0 vôn, cả hai bóng bán dẫn NPN đều mở và cả hai bóng bán dẫn PNP đều đóng. Đầu ra, (Q) là 1 hoặc +5 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào đi ra khỏi đầu ra (Q).
Khi đầu vào, (A) của cổng Xnor là 1 hoặc +5 vôn, bóng bán dẫn NPN trên đầu vào A đóng và bóng bán dẫn PNP mở. Với đầu vào, (B) của cổng Xnor là 0 hoặc 0 vôn, bóng bán dẫn PNP trên đầu vào B đóng và bóng bán dẫn NPN mở. Đầu ra, (Q) là 0 hoặc 0 vôn và bất kỳ dòng điện tích cực nào đi xuống đất qua các bóng bán dẫn đóng.
Khi đầu vào, (A) của cổng Xnor là 0 hoặc 0 vôn, bóng bán dẫn NPN trên đầu vào A sẽ mở và bóng bán dẫn PNP đóng. Với đầu vào, (B) của cổng Xnor là 1 hoặc +5 vôn, bóng bán dẫn PNP trên đầu vào B mở và bóng bán dẫn NPN đóng. Đầu ra, (Q) là 0 hoặc 0 vôn và bất kỳ dòng điện tích cực nào đi xuống đất qua các bóng bán dẫn đóng.
Khi các đầu vào, (A và B) của cổng Xnor là 1 hoặc +5 vôn, cả hai bóng bán dẫn NPN đều đóng và cả hai bóng bán dẫn PNP đều mở. Đầu ra, (Q) là 1 hoặc +5 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào đi ra khỏi đầu ra (Q).
Bước 10: Độc quyền hoặc Cổng (Xor)
Cổng độc quyền; sử dụng tất cả ba cổng chính, nó được cấu hình như hai cổng Nand được kết nối song song như một cổng Nor với hai bóng bán dẫn trên cùng là bóng bán dẫn PNP và một cổng Not hoặc Biến tần mắc nối tiếp.
Các đầu vào cổng Xor giống như cổng Xnor tuy nhiên đầu ra bị đảo ngược bởi cổng Không hoặc Biến tần.
Khi các đầu vào, (A và B) của cổng Xnor là 0 hoặc 0 vôn, cả hai bóng bán dẫn NPN đều mở và cả hai bóng bán dẫn PNP đều đóng và đầu ra của bộ cổng đầu tiên là 1 hoặc +5 vôn. Khi đầu vào của cổng Biến tần là 1 hoặc +5 vôn, bóng bán dẫn NPN sẽ đóng và đầu ra, (Q) là 0 hoặc 0 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào cũng đi xuống đất qua bóng bán dẫn.
Khi đầu vào, (A) của cổng Xnor là 1 hoặc +5 vôn, bóng bán dẫn NPN trên đầu vào A đóng và bóng bán dẫn PNP mở. Với đầu vào, (B) của cổng Xnor là 0 hoặc 0 vôn, bóng bán dẫn PNP trên đầu vào B đóng và bóng bán dẫn NPN mở, 0 hoặc 0 vôn đối với đầu vào của Biến tần. Khi đầu vào của cổng Biến tần là 0 hoặc 0 vôn, bóng bán dẫn NPN sẽ mở và đầu ra, (Q) là 1 hoặc +5 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào đi ra đầu ra (Q).
Khi đầu vào, (A) của cổng Xnor là 0 hoặc 0 vôn, bóng bán dẫn NPN trên đầu vào A sẽ mở và bóng bán dẫn PNP đóng. Với đầu vào, (B) của cổng Xnor là 1 hoặc +5 vôn, bóng bán dẫn PNP trên đầu vào B mở và bóng bán dẫn NPN đóng, 0 hoặc 0 vôn đối với đầu vào của Biến tần. Khi đầu vào của cổng Biến tần là 0 hoặc 0 vôn, bóng bán dẫn NPN sẽ mở và đầu ra, (Q) là 1 hoặc +5 vôn và bất kỳ dòng điện dương nào đi ra đầu ra (Q).
Khi đầu vào, (A và B) của cổng Xnor là 1 hoặc +5 vôn, cả hai bóng bán dẫn NPN đều đóng và cả hai bóng bán dẫn PNP đều mở Khi đầu vào của cổng Biến tần thứ hai là 1 hoặc +5 vôn thì NPN bóng bán dẫn được đóng lại và đầu ra, (Q) là 0 hoặc 0 vôn và bất kỳ dòng điện tích cực nào đi xuống đất qua bóng bán dẫn.
Về nhì trong Thử thách Mẹo & Thủ thuật Điện tử
Đề xuất:
Cổng logic sử dụng bóng bán dẫn: 3 bước
Cổng logic sử dụng bóng bán dẫn: Cổng logic là khối xây dựng cơ bản của bất kỳ hệ thống kỹ thuật số nào
Bóng bàn bóng bàn LED: 16 bước (có hình ảnh)
Bóng bàn LED Ball-Ball: Bối cảnh Sau khi xây dựng một bảng điều khiển bóng bàn phẳng một thời gian trước, tôi bắt đầu tự hỏi Liệu có thể tạo ra một bảng điều khiển 3D từ những quả bóng bàn hay không. Kết hợp với sở thích của tôi trong việc chế tạo " nghệ thuật " từ các hình dạng hình học lặp lại tôi
Tự làm mạch logic điều khiển âm thanh vui nhộn chỉ với điện trở Tụ điện, bóng bán dẫn: 6 bước
Tự Làm Mạch Logic Điều Khiển Âm Thanh Vui Nhộn Chỉ Với Điện Trở Tụ Điện Transistor: Ngày nay có xu hướng thiết kế mạch bằng IC (Mạch Tích Hợp) đang lên, nhiều chức năng cần có của mạch analog ngày xưa nhưng bây giờ IC cũng có thể thực hiện được. rằng nó ổn định hơn, thuận tiện và dễ dàng
CÔNG TẮC CẢM ỨNG - Cách tạo công tắc cảm ứng bằng bóng bán dẫn và bảng mạch: 4 bước
CÔNG TẮC CẢM ỨNG | Cách tạo công tắc cảm ứng bằng bóng bán dẫn và bảng mạch: Công tắc cảm ứng là một dự án rất đơn giản dựa trên ứng dụng của bóng bán dẫn. Bóng bán dẫn BC547 được sử dụng trong dự án này hoạt động như một công tắc cảm ứng
Bóng đèn Flasher không có bóng bán dẫn: 6 bước
Bộ trợ sáng bóng đèn không có bóng bán dẫn: Có rất nhiều mạch nhấp nháy LightBulb / LED trên internet, nhưng hầu như tất cả chúng đều sử dụng bóng bán dẫn hoặc IC. Ý tưởng của tài liệu hướng dẫn này là tạo ra một bóng đèn chớp sáng mà không cần bất kỳ bóng bán dẫn hoặc IC nào