Un circuito integrato o IC è una combinazione di molti piccoli circuiti in un piccolo pacchetto che insieme svolgono un'attività comune. Ad esempio, un amplificatore operazionale o un timer 555 IC è costruito da una combinazione di molti transistor, flip-flop, porte logiche e altri circuiti digitali combinatori. Allo stesso modo, un Flip-Flop può essere costruito utilizzando una combinazione di porte logiche e le porte logiche stesse possono essere costruite utilizzando alcuni transistor.
In ogni IC, il blocco di base saranno le porte logiche le cui uscite sono di valore alto (1) o basso (0). Queste porte logiche entreranno in circuiti digitali. Esistono diversi tipi di porte logiche, sono AND, OR, NOT, NAND, NOR gate, X-OR gate e X-NOR gate. Tra queste, AND, OR, NOT sono porte di base, mentre le porte NOR e NAND sono chiamate porte universali. Sebbene ogni porta logica sia disponibile come pacchetto IC pronto per essere utilizzato, è anche possibile costruirle utilizzando un semplice articolo. Abbiamo già costruito un gate AND utilizzando transistor e un gate OR utilizzando transistor in seguito al fatto che in questo articolo costruiremo un gate NOT utilizzando transistor BJT. Prima di iniziare comprendiamo le basi del NOT gate e dei transistor con il loro funzionamento.
NOT Gate Basics and Working
La porta NOT è la porta più semplice rispetto alle restanti porte logiche digitali. Il simbolo del cancello NOT è mostrato di seguito, insieme alla tabella di verità del cancello NOT. Ha un ingresso e un'uscita.
L' equazione booleana NOT Gate può essere scritta come Y =, la sua uscita sarà bassa quando l'ingresso è alto e l'uscita sarà alta quando l'ingresso è basso.
Transistor - Nozioni di base e funzionamento
Impareremo a conoscere i transistor poiché costruiremo un gate NOT utilizzando BC547, che è un transistor NPN. Un transistor è una connessione back to back di un diodo. Un diodo è un dispositivo semiconduttore, che è drogato con impurità per renderlo di tipo p o di tipo n a seconda dei tipi di impurità utilizzati nel drogaggio. Quando questi diodi sono collegati di nuovo alla connessione posteriore, formano un transistor. A seconda di quale entrambi i lati sono collegati, i transistor sono di due tipi: transistor NPN e transistor PNP.
La differenza nel circuito è che quando si collegano i terminali di alimentazione, il terminale di emettitore del transistor PNP è collegato con il terminale positivo, e per il transistor NPN, il terminale positivo è dato al terminale del collettore. D'ora in poi, l'argomento verrà discusso sulla base del solo transistor NPN.
Caso 1: quando la tensione di base è inferiore alla tensione dell'emettitore, il flusso di elettroni dall'emettitore al collettore è bloccato dalla giunzione PN (questa corrente è corrente elettrica che fluisce dal terminale negativo al terminale positivo mentre la corrente di convenzione scorre dal terminale positivo al negativo terminale) poiché ora agisce in polarizzazione inversa.
Caso 2: Quando la tensione di base è maggiore della tensione dell'emettitore (Vb> 0,6 V), la giunzione viene ridotta e ciò consente il flusso di corrente dal terminale dell'emettitore al terminale del collettore. I transistor devono funzionare in una regione di saturazione poiché forniscono una bassa caduta di tensione nella regione di saturazione.
Schema elettrico
Di seguito è riportato il circuito per la porta NOT utilizzando un transistor. Il circuito è stato progettato e simulato utilizzando il software Proteus.
Ho preso la tensione di alimentazione come 9V e voglio inviare 9mA al led, quindi ho usato 100 ohm per limitare la corrente. Questa stessa corrente deve fluire nel transistor I c = 9mA. L'hfe del transistor è 100, quindi il valore I b dovrebbe essere 0,09 mA. Poiché I b è 0,09 mA, il valore della resistenza di base dovrebbe essere 10 k ohm.
La figura sotto mostra il flusso di corrente in entrambi i casi.
Caso 1:-
Quando l'interruttore è in uno stato off, la corrente alla base è zero e il transistor agisce come un circuito aperto a causa di questi flussi di corrente nella direzione del LED e il LED inizia a lampeggiare.
Caso 2: -
Quando l'interruttore è nello stato ON, la corrente alla base inizia a fluire, e questo fa sì che il transistor agisca come un cortocircuito, e poiché la corrente sceglie la resistenza più bassa, che ora è fornita dal transistor scorrerà in quel percorso e il LED sarà spento.
Quindi, entrambi i casi hanno gli stessi ingressi e uscite seguendo la tabella di verità della porta NOT. Pertanto, abbiamo costruito un gate NOT Logic utilizzando un transistor. Spero che tu abbia capito il tutorial e ti sia piaciuto imparare qualcosa di nuovo. Il funzionamento completo del set-up si trova nel video sottostante. Se hai domande, lasciale nella sezione commenti qui sotto o usa i nostri forum per altre domande tecniche.