Transistör Kullanarak VEYA Kapı Tasarımı

Transistör Kullanarak VEYA Kapı Tasarımı

Birçoğumuzun bildiği gibi, Entegre Devre veya IC, birlikte bir görevi yerine getiren küçük bir paketteki birçok küçük devrenin birleşimidir. Operasyonel Amplifikatör veya 555 Zamanlayıcı IC gibi birçok Transistör ,Flip-Flop , Mantık Kapıları ve diğer kombinasyonel dijital devrelerin kombinasyonu ile üretilmiştir . Benzer şekilde bir Flip-Flop, bir Mantık Kapıları kombinasyonu kullanılarak oluşturulabilir ve Mantık Kapıları’nın kendisi birkaç Transistör kullanılarak oluşturulabilir. 

Mantık Kapıları birçok dijital elektronik devrenin temelidir. Temel Parmak arası Terliklerden Mikrodenetleyicilere Mantık kapıları, bitlerin nasıl saklandığı ve işlendiği hakkında temel prensibi oluşturur. Aritmetik mantık kullanarak bir sistemin her girişi ve çıkışı arasındaki ilişkiyi belirtirler. Birçok farklı tipte mantık kapısı vardır ve her birinin farklı amaçlar için kullanılan farklı bir mantığı vardır. Ancak bu makalenin odak noktası OR Kapısı üzerinde olacaktır, çünkü daha sonra daha önce inşa ettiğimiz AND Kapısı transistör devresine benzer bir BJT transistör devresi kullanarak bir OR Kapısı inşa edeceğiz.

VEYA Mantık Kapıları

VEYA kapıları Boolean ‘disjunction’ uygular, yani verilen ikili girişlerin maksimumunu bulmaya yardımcı olur.

VEYA KAPI SEMBOLÜ

VEYA kapıları, şekil 1’de gösterilen devre sembolüne sahiptir, kavisli uç giriş ve sivri uç çıkıştır. Takip ettikleri mantık basittir, herhangi bir giriş doğruysa veya A girişi veya B girişi doğruysa çıkış doğrudur. VEYA Kapısı Doğruluk Tablosu aşağıda gösterilmiştir.

VEYA KAPI GERÇEK TABLOSU

Gerekli Malzemeler

  • NPN küçük sinyal transistörleri (2N2222, BC547 vb.)
  • 1K dirençler
  • 10K direnç
BASİT VEYA KAPI

Yukarıdaki devre şeması, NPN transistörleri kullanarak bir OR geçidi oluşturmanın en basit yolunu gösterir Tüm giriş A tutulan yüksek transistor 22’ye tabanı boyunca küçük bir akım geçer. Bu Q22’yi açar ve (nispeten) toplayıcıdan vericiye büyük akım akar. Akım, verici direnç boyunca düşürülür. Yayıcı direnç üzerindeki voltaj V CC – 0.7V’dir, bu nedenle çıkış girişi birlikten biraz daha az bir kazançla ‘takip eder’. B girişi yüksek tutulduğunda da aynı şey olur. Her iki giriş de yüksek tutulduğunda, her iki transistör de aktiftir, ancak aynı voltaj verici direnci boyunca düşürülür ve çıkış hala yüksektir. Bu devre mükemmel VEYA davranışını gösterir. Anahtarları ve LED’leri girişe bağlamak, aşağıdaki resimlerde gördüğünüz gibi devrenin davranışını daha iyi gösterir.


Durum 1: Her iki giriş de düşük olduğunda, çıkış düşüktür
A = 0, B = 0, ÇIKIŞ = 0

Durum 2: Bir giriş düşük, diğeri yüksek olduğunda, çıkış yüksek
A = 1, B = 0, ÇIKIŞ = 1

Durum 3: Ve tersi, diğer girdi düşük olduğunda, çıktı yüksek
A = 0, B = 1, ÇIKIŞ = 1

Durum 4: Son olarak, her iki giriş de yüksek olduğunda, çıkış yüksek
A = 1, B = 1, ÇIKIŞ = 1

Gördüğünüz gibi devre çalışıyor ve daha önce tartıştığımız doğruluk tablosunu izliyoruz. Bu ham devreden memnunsanız, ancak okumaya devam etmek için devrede bazı iyileştirmeler yapmak istiyorsanız burada durabilirsiniz.

VEYA Transistör kullanarak kapı – Geliştirilmiş versiyon

Yukarıda gösterilen devre, OR geçidinin çok basit bir uygulamasıydı, ancak bu devre, birkaç nedenden dolayı IC’lerin üretiminde nadiren kullanılır. Bir girişi V CC’ye , diğer girişe bir anahtar bağlar ve girişi ve anahtarı problar ve anahtarın yükselen kenarında tetiklersek, küçük bir sorun fark ederiz.

Çıkış ancak bir süre sonra yüksek olur, yani girişe anında tepki vermez. Girişin çıkışta görülmesi için geçen süreye yayılma gecikmesi denir Giriş kaldırıldığında da aynı şey olur. Çıktının toprağa geri dönmesi biraz zaman alıyor.

Bu, transistörün taban kapasitansı nedeniyle olur. Bir çözüm, tüm dirençlerin değerlerini azaltmak olacaktır, böylece daha fazla akım akışı ve kapasitanslar hızlı bir şekilde yüklenir. Ancak bu çok fazla güç kaybına neden olur. Bunu atlatmak için, ‘depolama’ süresini azaltmak için taban direncine iki küçük (<10nF) ‘hızlanma’ kondansatörü ekliyoruz.

Başka bir sorun, bu devrenin kaynaklandığı kadar akım batmamasıdır . Doğrudan çıkışa bağlı olan en az bir transistör açıldığında (en az bir giriş yüksek olduğunda) kaynak kullanımı bir sorun oluşturmaz, böylece çıkış iyi miktarda akım sağlayabilir.

Ancak, transistör kapatıldığında, sadece 1K direnç çıkışı aşağı çeker ve evye akımı sınırlıdır. Sürücüyü simetrik yapmak için bir çıkış itme-çekme aşaması eklenir. Her iki değişiklik de yükselen ve düşen yayılma gecikmelerini büyük ölçüde azaltır.

OR Kapılarının Uygulamaları

AND geçidiyle birlikte, OR geçidi tüm mantık devrelerinin ayrılmaz bir parçasını oluşturur. Örneğin, bir mikro denetleyicinin izlemesi gereken on giriş varsa, 10 girişli bir OR geçidi denetleyiciye on giriş iğnesine gerek olmadan girişlerden herhangi birinin yüksek olup olmadığını bildirir.

Mantıksal OR’nin bir başka ilginç uygulaması arabanızda. Emniyet kemeri uyarı lambası sadece tüm kapılar kapalı olduğunda, diğer bir deyişle, kapılardan biri (veya en az biri) açıksa alarm yanar.

Video

Bu makale buradan çevrilmiştir.