使用BJT晶體管構(gòu)建非門的教程

集成電路或IC是一個(gè)小包裝中許多小電路的組合，共同執(zhí)行了共同的任務(wù)。例如，操作放大器或 555計(jì)時(shí)器IC 是由許多 晶體管， 觸發(fā)器， 邏輯門 和其他組合數(shù)字電路組合的組合構(gòu)建的。同樣，可以使用邏輯門的組合來構(gòu)建觸發(fā)器，并且可以使用一些晶體管來構(gòu)建邏輯門本身。

在每個(gè)IC中，基本塊將是其輸出高（1）或低值（0）的邏輯門。這些邏輯大門將屬于數(shù)字電路。邏輯門有不同類型的邏輯門，它們是，或者，或者，或者，或者，nand， not Gate，X-OR GATE和X-NOR GATE。其中，或者不是基本門，而NON和NAND門被稱為通用大門。當(dāng)每個(gè)邏輯門都可以作為準(zhǔn)備使用的IC軟件包時(shí)，也可以使用簡單的文章來構(gòu)建它們。我們已經(jīng)使用晶體管和一個(gè)或門使用晶體管構(gòu)建了一個(gè)和門，在本文中，我們將使用 BJT 晶體管構(gòu)建非門。在開始之前，讓我們了解非門和晶體管的工作原理。

非門基礎(chǔ)和工作

與其余數(shù)字邏輯門相比，非門是最簡單的門。非門符號和非門真值表如下所示。它有一個(gè)輸入和一個(gè)輸出。

非門布爾方程可以寫成y =，當(dāng)輸入較高時(shí)，其輸出將很低，當(dāng)輸入較低時(shí)，輸出將高。

晶體管 - 基礎(chǔ)知識和工作

當(dāng)我們將使用NPN晶體管BC547構(gòu)建一個(gè)非門時(shí)，我們將了解晶體管。晶體管是二極管的背對背連接。二極管是一種半導(dǎo)體裝置，它充滿雜質(zhì)，使其成為P型或N型，具體取決于摻雜中使用的雜質(zhì)的類型。當(dāng)這些二極管在背面連接中連接時(shí)，它們會形成晶體管。根據(jù)兩側(cè)連接的不同，晶體管為兩種類型，即NPN晶體管和PNP晶體管。

電路方面的區(qū)別在于，在連接電源端子時(shí)，PNP晶體管的發(fā)射極端與正極端子相連，而對于NPN晶體管，正極端子與集電極端子相連。從現(xiàn)在開始，該主題將僅基于 NPN 晶體管進(jìn)行討論。

情況1：當(dāng)基極電壓小于發(fā)射極電壓時(shí)，電子從發(fā)射極到集電極的流動被PN結(jié)阻擋（這個(gè)電流是從負(fù)極流向正極的電流，而約定電流是從正極流向負(fù)極的電流）終端），因?yàn)樗F(xiàn)在處于反向偏置狀態(tài)。

情況2：當(dāng)基極電壓大于發(fā)射極電壓 （Vb 》 0.6v） 時(shí)，結(jié)減小，這允許電流從發(fā)射極端流向集電極極端。晶體管必須在飽和區(qū)工作，因?yàn)樗鼈冊陲柡蛥^(qū)提供低電壓降。

電路原理圖

下面給出了使用晶體管的非門電路。該電路是使用 Proteus 軟件設(shè)計(jì)和仿真的。

我把電源電壓設(shè)為9V，我想給led送9mA，所以我用100歐姆來限制電流。這個(gè)相同的電流必須在晶體管 I c = 9mA 中流動。三極管的hfe為100，所以I b值應(yīng)為0.09mA。由于 I b為 0.09mA，基極電阻值應(yīng)為 10k 歐姆。

下圖顯示了兩種情況下的電流流動。

情況1：

當(dāng)開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，流向基極的電流為零，由于這些電流沿 LED 方向流動，晶體管作為開路，LED 開始發(fā)光。

案例2：

當(dāng)開關(guān)處于開啟狀態(tài)時(shí)，電流開始流向基極，這使得晶體管起到短路作用，并且隨著電流選擇最低電阻，現(xiàn)在由晶體管提供的電阻將在該路徑中流動，LED將被關(guān)閉。

因此，兩種情況在非門真值表之后具有相同的輸入和輸出。因此，我們 使用晶體管構(gòu)建了一個(gè)非邏輯門。