วงจรรวมหรือ IC คือการรวมกันของวงจรขนาดเล็กจำนวนมากในแพ็คเกจขนาดเล็กที่ทำงานร่วมกัน ตัวอย่างเช่น Operational Amplifier หรือ 555 Timer IC ถูกสร้างขึ้นโดยการรวมกันของทรานซิสเตอร์หลายตัว, Flip-Flops, Logic Gates และวงจรดิจิทัลแบบผสมอื่น ๆ ในทำนองเดียวกัน Flip-Flop สามารถสร้างได้โดยใช้ Logic Gates และ Logic Gates นั้นสามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้ทรานซิสเตอร์เพียงไม่กี่ตัว
ในทุกๆ IC บล็อกพื้นฐานจะเป็นลอจิกเกตที่เอาต์พุตเป็นค่าสูง (1) หรือค่าต่ำ (0) ลอจิกเกตเหล่านี้จะอยู่ภายใต้วงจรดิจิทัล ลอจิกเกตมีหลายประเภท ได้แก่ AND, OR, NOT, NAND, NOR gate, X-OR gate และ X-NOR gate ในบรรดาประตูเหล่านี้ AND, OR ไม่ใช่ประตูพื้นฐานในขณะที่ประตู NOR และ NAND เรียกว่าประตูสากล ในขณะที่แต่ละลอจิกเกตมีให้ใช้งานในรูปแบบแพ็กเกจ IC ที่พร้อมใช้งาน แต่ก็สามารถสร้างได้โดยใช้บทความง่ายๆ เราได้สร้างขึ้นแล้วและประตูเมืองโดยใช้ทรานซิสเตอร์และหรือประตูโดยใช้ทรานซิสเตอร์ต่อไปว่าในบทความนี้เราจะสร้างไม่ได้ประตูโดยใช้ทรานซิสเตอร์ BJT ก่อนที่เราจะเริ่มมาทำความเข้าใจพื้นฐานของ NOT gate และทรานซิสเตอร์ในการทำงาน
ไม่ใช่ข้อมูลพื้นฐานและการทำงานของ Gate
NOT gate เป็นประตูที่ง่ายที่สุดเมื่อเทียบกับประตูดิจิตอลลอจิกที่เหลือ ไม่สัญลักษณ์ประตูแสดงอยู่ด้านล่างพร้อมกับไม่ตารางความจริงประตูมีหนึ่งอินพุตและหนึ่งเอาต์พุต
สมการไม่ได้ประตูบูลีนสามารถเขียนเป็น Y = ผลลัพธ์ที่ได้จะต่ำเมื่อป้อนข้อมูลที่อยู่ในระดับสูงและการส่งออกจะสูงเมื่อป้อนข้อมูลที่อยู่ในระดับต่ำ
ทรานซิสเตอร์ - พื้นฐานและการทำงาน
เรากำลังจะเรียนรู้เกี่ยวกับทรานซิสเตอร์ในขณะที่เรากำลังจะสร้าง NOT gate โดยใช้ BC547 ซึ่งเป็นทรานซิสเตอร์ NPN ทรานซิสเตอร์คือการเชื่อมต่อแบบ back to back ของไดโอด ไดโอดเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ซึ่งเจือด้วยสิ่งสกปรกเพื่อทำให้เป็นชนิด p หรือชนิด n ขึ้นอยู่กับชนิดของสิ่งสกปรกที่ใช้ในการเติมสาร เมื่อเชื่อมต่อไดโอดเหล่านี้กลับไปที่การเชื่อมต่อด้านหลังพวกมันจะสร้างทรานซิสเตอร์ ทรานซิสเตอร์มีสองประเภทคือทรานซิสเตอร์ NPN และทรานซิสเตอร์ PNP ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับว่าทั้งสองด้านเชื่อมต่อกัน
ความแตกต่างของวงจรที่ชาญฉลาดก็คือเมื่อเชื่อมต่อขั้วจ่ายเทอร์มินัลอีซีแอลของทรานซิสเตอร์ PNP เชื่อมต่อกับขั้วบวกและสำหรับทรานซิสเตอร์ NPN ขั้วบวกจะถูกมอบให้กับเทอร์มินัลตัวเก็บรวบรวม จากนี้ไปหัวข้อจะกล่าวถึงโดยอิงจากทรานซิสเตอร์ NPN เท่านั้น
กรณีที่ 1:เมื่อแรงดันไฟฟ้าฐานน้อยกว่าแรงดันอิมิตเตอร์การไหลของอิเล็กตรอนจากตัวปล่อยไปยังตัวเก็บรวบรวมจะถูกปิดกั้นโดยทางแยก PN (กระแสไฟฟ้านี้เป็นกระแสไฟฟ้าที่ไหลจากขั้วลบไปยังขั้วบวกในขณะที่กระแสไฟฟ้าไหลจากขั้วบวกไปยังขั้วลบ เทอร์มินัล) เนื่องจากขณะนี้ทำหน้าที่เป็นอคติย้อนกลับ
กรณีที่ 2:เมื่อแรงดันไฟฟ้าฐานมากกว่าแรงดันไฟฟ้าของอีซีแอล (Vb> 0.6v) การเชื่อมต่อจะลดลงและสิ่งนี้จะช่วยให้การไหลของกระแสจากเทอร์มินัลอีซีแอลไปยังเทอร์มินัลสะสม ทรานซิสเตอร์ต้องทำงานในบริเวณที่อิ่มตัวเนื่องจากให้แรงดันไฟฟ้าต่ำในบริเวณอิ่มตัว
แผนภูมิวงจรรวม
วงจรไม่ประตูโดยใช้ทรานซิสเตอร์ได้รับด้านล่าง วงจรได้รับการออกแบบและจำลองโดยใช้ซอฟต์แวร์ Proteus
ฉันรับแรงดันไฟฟ้าเป็น 9V และฉันต้องการส่ง 9mA ไปยัง led ดังนั้นฉันจึงใช้ 100 โอห์มเพื่อ จำกัด กระแส กระแสเดียวกันนี้ต้องไหลในทรานซิสเตอร์ I c = 9mA hfe ของทรานซิสเตอร์คือ 100 ดังนั้นค่าbควรเป็น 0.09mA เนื่องจาก I bคือ 0.09mA ค่าตัวต้านทานพื้นฐานควรเป็น 10k โอห์ม
รูปด้านล่างแสดงการไหลของกระแสในทั้งสองกรณี
กรณีที่ 1: -
เมื่อสวิตช์อยู่ในสถานะปิดกระแสไฟฟ้าไปยังฐานจะเป็นศูนย์และทรานซิสเตอร์จะทำหน้าที่เป็นวงจรเปิดเนื่องจากกระแสเหล่านี้ไหลไปในทิศทาง LED และไฟ LED จะเริ่มเรืองแสง
กรณีที่ 2: -
เมื่อสวิตช์อยู่ในสถานะเปิดกระแสไฟฟ้าไปยังฐานจะเริ่มไหลและสิ่งนี้ทำให้ทรานซิสเตอร์ทำหน้าที่เป็นไฟฟ้าลัดวงจรและเมื่อกระแสเลือกความต้านทานต่ำสุดซึ่งตอนนี้ทรานซิสเตอร์จัดเตรียมไว้จะไหลในเส้นทางนั้นและ LED จะถูกปิด
ดังนั้นทั้งสองกรณีจึงมีอินพุตและเอาต์พุตที่เหมือนกันตามตารางความจริง NOT gate ดังนั้นเราจึงได้สร้าง ประตูไม่ได้ลอจิกใช้ทรานซิสเตอร์หวังว่าคุณจะเข้าใจบทแนะนำนี้และสนุกกับการเรียนรู้สิ่งใหม่ ๆ การทำงานทั้งหมดของการตั้งค่าสามารถพบได้ใน วิดีโอ ด้านล่าง หากคุณมีคำถามใด ๆ ทิ้งไว้ในส่วนความคิดเห็นด้านล่างหรือใช้ฟอรัมของเราสำหรับคำถามทางเทคนิคอื่น ๆ