מעגל משולב או IC הוא שילוב של מעגלים קטנים רבים בחבילה קטנה שמבצעת יחד משימה משותפת. לדוגמא, מגבר תפעולי או IC 555 טיימר בנוי על ידי שילוב של טרנזיסטורים רבים, כפכפים, שערים לוגיים ומעגלים דיגיטליים משולבים אחרים. באופן דומה, ניתן לבנות כפכף באמצעות שילוב של שערי לוגיקה ואת שערי הלוגיקה עצמו ניתן לבנות באמצעות כמה טרנזיסטורים.
בכל IC, הבלוק הבסיסי יהיה שערי ההיגיון שתפוקתם גבוהה (1) או ערך נמוך (0). שערי ההיגיון הללו יגיעו למעגלים דיגיטליים. ישנם סוגים שונים של שערים לוגיים, הם AND, OR, NOT, NAND, שער NOR, שער X-OR ושער X-NOR. בין אלה, AND, או, NOT הם שערים בסיסיים, בעוד שערי NOR ו- NAND נקראים שערים אוניברסליים. אמנם כל שער לוגיקה זמין כחבילת IC מוכנה לשימוש, אך ניתן גם לבנות אותם באמצעות מאמר פשוט. כבר בנינו שער AND באמצעות טרנזיסטור ושער OR באמצעות טרנזיסטור בעקבות כך במאמר זה נבנה NOT שער באמצעות טרנזיסטור BJT. לפני שנתחיל בואו להבין את היסודות של שער לא וטרנזיסטורים עם העבודה שלהם.
לא יסודות שער ועבודה
השער NOT הוא השער הפשוט ביותר בהשוואה לשערי ההיגיון הדיגיטליים שנותרו. סמל שער NOT מוצג להלן, יחד עם שולחן אמת שער NOT. יש לו קלט אחד ופלט אחד.
המשוואה בוליאני שער NOT יכול להיכתב כמו Y =, התפוקה שלה תהיה נמוכה כאשר הקלט הוא גבוה, ואת התפוקה תהיה גבוהה כאשר הקלט הוא נמוך.
טרנזיסטור - יסודות ועבודה
אנו הולכים ללמוד על טרנזיסטורים כאשר אנו הולכים לבנות שער NOT באמצעות BC547, שהוא טרנזיסטור NPN. טרנזיסטור הוא חיבור גב אל גב של דיודה. דיודה היא מכשיר מוליך למחצה, המסומם עם זיהומים כדי להפוך אותו לסוג p או מסוג n, בהתאם לסוג הזיהומים המשמשים לסמים. כאשר דיודות אלה מחוברות חזרה לחיבור האחורי, הן יוצרות טרנזיסטור. בהתאם לשני הצדדים המחוברים, הטרנזיסטורים הם משני סוגים, כלומר טרנזיסטור NPN ו- טרנזיסטור PNP.
ההבדל מבחינה מעגלית הוא שכאשר מחברים מסופי אספקה, מסוף הפולט של הטרנזיסטור PNP מחובר למסוף החיובי, ועבור טרנזיסטור NPN המסוף החיובי ניתן למסוף הקולט. מעכשיו הנושא יידון על סמך הטרנזיסטור NPN בלבד.
מקרה 1: כאשר מתח הבסיס נמוך ממתח הפולט, זרימת האלקטרונים מהפולט לקולט נחסמת על ידי צומת ה- PN (זרם זה הוא זרם חשמלי אשר זורם מהמסוף השלילי למסוף החיובי ואילו זרם המוסכמה זורם מהמסוף החיובי לשלילי. כמו שהוא פועל כעת בהטיה הפוכה.
מקרה 2: כאשר מתח הבסיס גדול ממתח הפולט (Vb> 0.6v), הצומת מצטמצם וזה מאפשר זרימת זרם ממסוף הפולט למסוף הקולט. הטרנזיסטור חייב לעבוד באזור רוויה מכיוון שהוא מספק ירידה במתח נמוך באזור הרוויה.
תרשים מעגל
המעגל עבור שער NOT באמצעות טרנזיסטור הוא כדלקמן. המעגל תוכנן וסימולציה באמצעות תוכנת פרוטאוס.
לקחתי את מתח האספקה כ- 9V, ואני רוצה לשלוח 9mA ל- led, אז השתמשתי ב -100 אוהם כדי להגביל את הזרם. הנוכחי אותו זה צריך לזרום הטרנזיסטור לי ג = 9mA. Hfe של הטרנזיסטור הוא 100, אז ערך I b צריך להיות 0.09mA. מכיוון שה- I b הוא 0.09mA, ערך הנגד הבסיסי צריך להיות 10k אוהם.
האיור שלהלן מראה את זרימת הזרם בשני המקרים.
תיק 1:-
כאשר המתג במצב כבוי, הזרם לבסיס הוא אפס והטרנזיסטור משמש כמעגל פתוח עקב זרימת זרם אלה בכיוון ה- LED וה- led מתחיל לזרוח.
מקרה 2: -
כאשר המתג נמצא במצב ON, הזרם לבסיס מתחיל לזרום, וזה גורם לטרנזיסטור לפעול כקצר חשמלי, וכשהזרם בחר בהתנגדות הנמוכה ביותר, המסופקת כעת על ידי הטרנזיסטור תזרום באותו נתיב ונורית יושבת.
לפיכך, בשני המקרים יש אותן תשומות ויציאות בהתאם לטבלת האמת של שער השער. לפיכך, בנינו שער NOT Logic באמצעות טרנזיסטור. מקווה שהבנת את ההדרכה ונהנית ללמוד משהו חדש. את העבודה המלאה של המערך תוכלו למצוא בסרטון למטה. אם יש לך שאלות השאיר אותן בסעיף ההערות למטה או השתמש בפורומים שלנו לשאלות טכניות אחרות.