우리 중 많은 사람들이 알고 있듯이 집적 회로 또는 IC는 함께 comman 작업을 수행하는 작은 패키지에 많은 작은 회로의 조합입니다. 연산 증폭기 또는 555 타이머 IC처럼 많은 트랜지스터, 플립 플롭, 논리 게이트 및 기타 조합 디지털 회로의 조합으로 구축됩니다. 마찬가지로 로직 게이트의 조합을 사용하여 플립 플롭을 구축 할 수 있으며 몇 개의 트랜지스터를 사용하여 로직 게이트 자체를 구축 할 수 있습니다.
로직 게이트는 많은 디지털 전자 회로의 기본입니다. 기본 플립 플롭에서 마이크로 컨트롤러까지 로직 게이트는 비트 저장 및 처리 방법에 대한 기본 원칙을 형성합니다. 그들은 Arthmetic 논리를 사용하여 시스템의 모든 입력과 출력 사이의 관계를 나타냅니다. 논리 게이트에는 여러 유형이 있으며 각각 다른 목적으로 사용되는 논리가 다릅니다. 그러나 나중에 BJT 트랜지스터 회로를 사용하여 AND 게이트를 구축 할 것이기 때문에이 기사의 초점은 AND 게이트에 있습니다. 흥미 롭죠? 시작하자.
AND 로직 게이트
AND 논리 게이트는 두 개의 입력과 하나의 단일 출력이있는 D 형 논리 게이트이며, 입력과 출력 사이의 D 모양은 논리 회로입니다. 입력 값과 출력 값의 관계는 아래 의 AND Gate Truth Table을 사용하여 설명 할 수 있습니다.
방정식 출력을 용이하게 이용하여 설명 할 수 AND 게이트 부울 식 이고, Q = A는 B, X 또는 Q = AB를. 따라서 AND 게이트의 경우 두 입력이 모두 HIGH 일 때만 출력이 HIGH 입니다.
트랜지스터
트랜지스터는 외부 회로에 연결할 수있는 3 개의 단자가있는 반도체 장치입니다. 이 장치는 값을 변경하거나 전기 신호의 전달을 제어하기위한 스위치 및 증폭기로 사용할 수 있습니다.
트랜지스터를 사용하여 AND 논리 게이트 를 구축하기 위해 BJT 트랜지스터를 사용합니다. 이는 PNP 및 NPN – 바이폴라 접합 트랜지스터의 두 가지 유형으로 더 분류 될 수 있습니다. 각각의 회로 기호는 아래에서 볼 수 있습니다.
이 기사에서는 트랜지스터를 사용하여 AND 게이트 회로 를 구축 하는 방법에 대해 설명합니다 . AND 게이트의 논리는 위에 이미 설명되어 있으며 트랜지스터를 사용하여 AND 게이트를 구축하기 위해 위에 표시된 동일한 진리표를 따릅니다.
필요한 회로도 및 구성 요소
NPN 트랜지스터를 사용하여 AND 게이트 를 구축하는 데 필요한 구성 요소 목록 은 다음과 같습니다.
- 두 개의 NPN 트랜지스터. (가능한 경우 PNP 트랜지스터를 사용할 수도 있습니다)
- 2 개의 10KΩ 저항 및 1 개의 4-5KΩ 저항.
- 출력을 확인하는 LED (Light Emitting Diode) 1 개.
- 브레드 보드.
- + 5V 전원 공급 장치.
- 2 개의 PUSH 버튼.
- 전선 연결.
회로는 AND 게이트 및 출력에 대한 입력 A 및 B를 모두 나타냅니다. Q는 또한 두 번째 트랜지스터에 직렬로 연결된 첫 번째 트랜지스터의 콜렉터에 + 5V 전원을 공급하고 LED는의 이미 터 단자에 연결됩니다. 두 번째 트랜지스터. 입력 A 및 B는 각각 트랜지스터 1과 트랜지스터 2의 기본 단자에 연결되고 출력 Q는 양극 단자 LED로 이동합니다. 아래 다이어그램은 NPN 트랜지스터를 사용하여 AND 게이트를 구축하기 위해 위에서 설명한 회로를 나타냅니다.
이 튜토리얼에 사용 된 트랜지스터는 BC547 NPN 트랜지스터 이며 아래에 표시된 것처럼 회로에서 위에서 언급 한 모든 구성 요소와 함께 추가되었습니다.
누름 버튼이없는 경우 필요할 때마다 와이어를 추가하거나 제거하여 (스위치를 누르는 대신) 와이어를 스위치로 사용할 수도 있습니다. 두 트랜지스터의 기본 단자에 연결된 스위치로 와이어를 사용하는 비디오에서도 동일한 것을 볼 수 있습니다.
위에서 언급 한 하드웨어 구성 요소를 사용하여 빌드 할 때 동일한 회로를 사용하면 회로는 아래 이미지와 유사합니다.
트랜지스터를 이용한 And Gate 작동
여기서는 트랜지스터를 스위치로 사용하므로 NPN 트랜지스터의 Collector 단자를 통해 전압이인가되면 Base Junction이 0V와 Collector Voltage 사이의 전압 공급을 가질 때만 Emitter Junction에 전압이 도달합니다.
유사하게, 위의 회로는 두 입력이 모두 1 (High) 일 때, 즉 두 트랜지스터의베이스 단자에 전압 공급이있을 때만 출력이 1 (High)이되도록 LED를 빛나게합니다. 즉, VCC (+ 5V 전원 공급 장치)에서 LED로 그리고 더 멀리 접지까지 직선 전류 경로가 있습니다. 모든 경우에 휴식을 취하면 출력은 0 (Low)이되고 LED는 꺼집니다. 각각의 경우를 하나씩 이해하면이 모든 것을 더 자세히 설명 할 수 있습니다.
사례 1: 두 입력이 모두 0 인 경우 – A = 0 & B = 0.
입력 A와 B가 모두 0이면이 경우 푸시 버튼을 누를 필요가 없습니다. 누름 버튼을 사용하지 않는 경우 두 트랜지스터의 누름 버튼 및베이스 단자와 연결된 전선을 제거하십시오. 따라서 입력 A와 B를 모두 0으로 얻었고 이제 출력을 확인해야합니다. AND 게이트 진리표에 따라 0이어야합니다.
이제 트랜지스터 1의 컬렉터 단자를 통해 전압이 공급되면 기본 단자 값이 0이기 때문에 이미 터는 입력을받지 않습니다. 마찬가지로 트랜지스터 2의 컬렉터에 연결된 트랜지스터 1의 이미 터도 전원을 공급하지 않습니다. 전류 또는 전압 및 트랜지스터 2의 기본 단자 값도 0입니다. 따라서 두 번째 트랜지스터의 이미 터는 값 0을 출력하고 결과적으로 LED가 꺼집니다.
사례 2: 입력이 – A = 0 & B = 1 인 경우.
두 번째 경우, 입력이 A = 0 & B = 1 일 때, 회로는 트랜지스터 1 및 2의베이스에 각각 0 (Low)으로 첫 번째 입력을, 1 (High)로 두 번째 입력을 갖습니다. 이제 5V 전원이 첫 번째 트랜지스터의 컬렉터에 전달되면 기본 단자가 0 입력을 갖기 때문에 트랜지스터의 위상 편이에 변화가 없습니다. 이미 터에 0 값을 전달하고 첫 번째 트랜지스터의 이미 터는 두 번째 트랜지스터의 콜렉터에 직렬로 연결되므로 0 값은 두 번째 트랜지스터의 콜렉터에 들어갑니다.
이제 두 번째 트랜지스터는베이스에서 높은 값을 가지므로 컬렉터에서받은 동일한 값이 이미 터로 전달 될 수 있습니다. 그러나 두 번째 트랜지스터의 컬렉터 단자에서 값이 0이기 때문에 이미 터도 0이되고 이미 터에 연결된 LED가 켜지지 않습니다.
사례 3: 입력이 – A = 1 & B = 0 인 경우.
여기서 입력은 첫 번째 트랜지스터베이스에 대해 1 (높음)이고 두 번째 트랜지스터베이스에 대해 낮습니다. 따라서 전류 경로는 5V 전원 공급 장치에서 첫 번째 트랜지스터의 기본 단자 값이 높기 때문에 첫 번째 트랜지스터의 컬렉터와 에미 터를 통과하는 두 번째 트랜지스터의 컬렉터로 시작됩니다.
그러나 두 번째 트랜지스터에서 기본 단자 값은 0이므로 콜렉터에서 두 번째 트랜지스터의 이미 터로 전류가 흐르지 않으므로 LED는 여전히 꺼져 있습니다.
사례 4: 두 입력이 모두 하나 인 경우 – A = 1 & B = 1.
마지막 경우와 여기에서 두 입력은 두 트랜지스터의 기본 단자에 연결된 높아야합니다. 이것은 전류 또는 전압이 두 트랜지스터의 컬렉터를 통과 할 때마다베이스가 포화 상태에 도달하고 트랜지스터가 전도됨을 의미합니다.
실질적으로 설명하면, 트랜지스터 1의 컬렉터 단자에 + 5V 전원이 공급되고베이스 단자도 포화되면 트랜지스터가 순방향 바이어스되기 때문에 이미 터 단자는 높은 출력을 수신하게됩니다. 이미 터에서이 높은 출력 은 직렬 연결을 통해 두 번째 트랜지스터 의 콜렉터로 직접 전달됩니다. 이제 두 번째 트랜지스터에서도 마찬가지로 컬렉터의 입력이 높고이 경우베이스 단자도 높기 때문에 두 번째 트랜지스터도 포화 상태에 있고 높은 입력이 컬렉터에서 이미 터로 전달됩니다. 이미 터의 높은 출력은 LED를 켜는 LED로 이동합니다.
따라서 네 가지 경우 모두 실제 AND 논리 게이트와 동일한 입력 및 출력을 갖습니다. 따라서 우리는 트랜지스터를 사용하여 AND 로직 게이트를 구축했습니다. 튜토리얼을 이해하고 새로운 것을 배우기를 바랍니다. 설정의 전체 작업은 아래 비디오 에서 찾을 수 있습니다. 우리의 다음 튜토리얼에서 우리는 또한 구축하는 방법을 배우게됩니다 OR 게이트 트랜지스터를 사용 하고 트랜지스터를 사용하여 게이트를하지. 질문이 있으시면 아래 댓글 섹션에 남겨 주시거나 다른 기술 질문에 대한 포럼을 사용하십시오.