Salut les gars, dans ce tutoriel, je vais vous montrer quelques portes logiques à transistor NPN.

De quoi as-tu besoin

-Une planche à pain

-Un groupe de résistances 5k et 10k et de transistors

-Une LED

Vous pouvez utiliser n’importe quel transistor de type NPN (par exemple 2N3904, BC547, BC548, BC549, etc.)

Ce sont des circuits de base, donc ils peuvent être améliorés (avec des diodes pour la protection contre les tensions inverses, par exemple), ou peuvent être simplifiés (portes XOR, XNOR), mais pour commencer, nous allons nous en tenir à ces circuits de base.

Ces circuits sont extrêmement faciles à comprendre. Je pense que si vous connaissez un peu les transistors NPN, tout ira bien. L'utilisation de transistors pour la construction de portes logiques dépend de leur utilité en tant que commutateurs rapides. Lorsque la diode base-émetteur est suffisamment allumée pour être saturée, la tension du collecteur par rapport à l'émetteur peut être proche de zéro et peut être utilisée pour construire des portes pour la famille logique TTL.

Je vais montrer les symboles, les tables de vérité et les schémas de la porte logique. Je vais également montrer ces circuits sur la planche à pain. (Comme je l'ai déjà mentionné, ce sont des circuits faciles, je ne les montrerai donc pas étape par étape sur une maquette). Il y a un petit texte et un gif pour chaque porte logique.

J'ai joint trois images pour les débutants. La troisième image est la plus importante.

Provisions:

Étape 1: PAS la porte

Une porte NON est souvent appelée un onduleur. Les inverseurs produisent simplement le contraire en tant qu'entrée. Lorsque l'entrée est forcée sur logique HAUT (1), la sortie est forcée sur logique LOW (0) et vice versa.

C'est le plus facile.

Pour la logique NOT, il n'y a qu'un seul transistor et la sortie est pilotée à la masse (LOW ou 0) s'il est conducteur.

Étape 2:

PAS porte sur une planche à pain

Étape 3: ET la porte

La porte ET est une porte logique booléenne qui représente la multiplication en algèbre de base. Lorsque les deux entrées de la porte ET sont forcées au niveau logique HIGH (1), la sortie est forcée au niveau logique HIGH (1). Mais si l'une des entrées est forcée sur logique LOW (0), la sortie sera forcée sur une logique LOW (0). C'est l'équivalent d'une instruction de multiplication où seules les variables booléennes sont autorisées.

Pour la logique ET, les transistors sont en série et les deux transistors doivent être en état conducteur pour exciter la sortie.

Étape 4:

ET porte sur une planche à pain

Étape 5: Porte NAND

Une porte NAND est également appelée porte NEGATED AND. C'est l'inverse ou l'inverse d'une simple porte ET. Avec la porte AND, la sortie a été forcée vers un état logique HIGH (1) uniquement lorsque les deux entrées ont été forcées vers un état logique HIGH (1), mais avec une porte NAND, la sortie est forcée vers la logique LOW (0) lorsque les deux entrées sont forcées vers la logique HIGH (1) et la sortie est forcée sur logique HIGH (1) dans toutes les autres situations.

Pour la logique NAND, les transistors sont en série, mais la sortie les dépasse. La sortie est haute sauf si les deux entrées A et B sont hautes, auquel cas la sortie est réduite près du potentiel de la terre.

Dans le simulateur, j'ai accidentellement utilisé une résistance de 200 Ohm, mais en réalité, vous devriez utiliser environ 1K ou quelque chose comme ça.

Étape 6:

Porte NAND sur une planche à pain

Étape 7: Porte OU

La porte OU est une porte logique booléenne qui représente l'addition en algèbre de base. Si l'une des entrées ou les deux entrées d'une porte OU de base sont forcées sur logique HAUT (1), la sortie est forcée sur logique HAUT (1). Si les deux entrées sont forcées sur un logique bas (0), la sortie est forcée sur un logique faible (0). Cela ressemble beaucoup à l'instruction d'addition où seules les variables booléennes sont autorisées.

Pour la logique OU, les transistors sont en parallèle et la sortie est excitée si l'un des transistors est conducteur.

Étape 8:

Porte OU sur une planche à pain

Étape 9: Porte NOR

Une porte NOR est également appelée porte OU NEGATE. C'est l'inverse ou l'inverse d'une simple porte OU. Avec la porte OU, la sortie était forcée sur logique BASSE (0) lorsque les deux entrées étaient forcées sur logique LOW (0) et la sortie était logique HAUT (1) dans toutes les autres situations, mais avec une porte NOR la ​​sortie était forcée sur logique HIGH (1) lorsque les deux entrées sont forcées sur logique LOW (0) et que la sortie est forcée sur logique LOW (0) dans toutes les autres situations.

Pour la logique NOR, les transistors sont en parallèle avec la sortie située au-dessus d'eux, de sorte que si l'une des entrées ou les deux sont hautes, la sortie est réduite.

Dans le simulateur, j'ai utilisé une résistance de 200 Ohms, mais vous devriez en utiliser une autour de 1K.

Étape 10:

Porte NOR sur une planche à pain

Étape 11: Porte XOR

Une porte XOR est également appelée EXCLUSIVE OR. Avec une porte XOR, la sortie est forcée sur logique HAUT (1) lorsqu'une entrée est exclusivement forcée sur logique HAUT (1). Si les deux entrées sont forcées à l'état logique bas (0) ou à l'état haut (1), la sortie est forcée à l'état logique bas (0). Ceci est similaire à la porte OU à l’exception que les deux entrées sont en logique HAUT (1).

Comme vous pouvez le voir, j'ai construit celui-ci avec d'autres portes. Dans ce circuit, j'ai utilisé une porte NAND, OR et AND.

Étape 12: Porte XNOR

Une porte XNOR, comme la porte XOR, est également appelée EXCLUSIVE NOR. Avec la porte XNOR, la sortie est forcée sur logique LOW (0) lorsque l’une des entrées est exclusivement forcée sur logique HAUT (1). Si les deux entrées sont forcées sur logique LOW (0) ou logique HIGH (1), la sortie est forcée sur logique HIGH (1). Ceci est similaire à la porte XOR mais est inversé.

Comme vous pouvez le voir, j'ai construit celui-ci avec d'autres portes. J'ai utilisé deux onduleurs, deux ET et une porte OU dans ce circuit.

Étape 13: Construisez quelque chose! - Flip-flop SR

Maintenant que nous connaissons les grilles des transistors, faisons quelque chose avec elles.:) Par exemple, voici une bascule SR. (Loquet SR)

Lorsque vous utilisez des portes statiques comme blocs de construction, le verrou le plus fondamental est le verrou SR simple, où S et R désignent set et reset. Il peut être construit à partir d'une paire de portes logiques NOR couplées de manière croisée. Le bit stocké est présent sur la sortie marquée Q.

La sortie est généralement marquée comme Q, mais parfois elle est marquée comme X, Y ou F.

Alors que les entrées S et R sont toutes les deux basses, le retour maintient les sorties Q et Q 'dans un état constant, avec Q' le complément de Q. Si S (Set) est pulsé haut (= lorsque vous appuyez sur le bouton) pendant que R (Reset) est maintenu bas, la sortie Q est forcée à l'état haut et reste élevée lorsque S revient à l'état bas; de même, si R est pulsé haut alors que S est maintenu bas, la sortie Q est forcée à l'état bas et reste basse lorsque R revient à l'état bas.

Étape 14:

Tout d’abord, construisez deux portes NOR indépendantes sur votre planche à pain. (étape 9) Ne connectez pas leurs deux entrées aux boutons poussoirs, vous devez seulement connecter les entrées A de chaque porte.

Étape 15:

Connectez maintenant les entrées B à la sortie de l’autre porte NOR via une résistance 10k.

Maintenant que nous sommes prêts, vous avez créé une bascule SR ou un verrou SR.

Lorsque vous appuyez sur le premier bouton, le voyant Q s'éteint et le voyant Q 's'allume. Ensuite, si vous appuyez sur le bouton deux, la LED Q s’allume et le Q 's’éteint. Techniquement, vous pouvez stocker des données avec, c'est pourquoi nous appelons cela "latch".

Vous devriez appuyer sur les deux boutons en même temps, c’est un état interdit, cela peut rendre la bascule instable.