利用晶體管設(shè)計(jì)非柵極

集成電路或IC是許多小電路在一個(gè)小封裝中的組合，它們一起執(zhí)行共同的任務(wù)。例如，運(yùn)算放大器或555定時(shí)器IC是由許多晶體管、觸發(fā)器、邏輯門(mén)和其他組合數(shù)字電路組合而成的。類(lèi)似地，觸發(fā)器可以通過(guò)使用邏輯門(mén)的組合來(lái)構(gòu)建，而邏輯門(mén)本身可以通過(guò)使用幾個(gè)晶體管來(lái)構(gòu)建。

在每個(gè)集成電路中，基本模塊將是輸出高值(1)或低值(0)的邏輯門(mén)。這些邏輯門(mén)將位于數(shù)字電路之下。有不同類(lèi)型的邏輯門(mén)，它們是AND， OR， NOT， NAND， NOR門(mén)，X-OR門(mén)和X-NOR門(mén)。其中AND、OR、NOT為基本門(mén)，而NOR和NAND門(mén)稱(chēng)為通用門(mén)。雖然每個(gè)邏輯門(mén)都可以作為準(zhǔn)備使用的IC封裝，但也可以使用簡(jiǎn)單的文章來(lái)構(gòu)建它們。我們已經(jīng)使用晶體管構(gòu)建了一個(gè)與門(mén)，使用晶體管構(gòu)建了一個(gè)或門(mén)，在本文中，我們將使用BJT晶體管構(gòu)建非門(mén)。在我們開(kāi)始之前，讓我們了解非柵極和晶體管及其工作的基礎(chǔ)知識(shí)。

NOT Gate基礎(chǔ)和工作

與其他數(shù)字邏輯門(mén)相比，非門(mén)是最簡(jiǎn)單的門(mén)。非門(mén)符號(hào)如下所示，以及非門(mén)真值表。它有一個(gè)輸入和一個(gè)輸出。

非門(mén)布爾方程可以寫(xiě)成Y =，輸入高時(shí)輸出低，輸入低時(shí)輸出高。

晶體管-基礎(chǔ)知識(shí)和工作

我們將學(xué)習(xí)晶體管，因?yàn)槲覀儗⑹褂肂C547構(gòu)建一個(gè)非柵極，這是一個(gè)NPN晶體管。晶體管是二極管的背對(duì)背連接。二極管是一種半導(dǎo)體器件，根據(jù)摻雜雜質(zhì)的類(lèi)型，將其摻雜為p型或n型。當(dāng)這些二極管向后連接時(shí)，它們就形成了一個(gè)晶體管。根據(jù)兩邊連接的方式不同，晶體管分為兩種類(lèi)型，即NPN晶體管和PNP晶體管。

在電路方面的不同之處在于，當(dāng)連接電源端子時(shí)，PNP晶體管的發(fā)射極端與正極端連接，而對(duì)于NPN晶體管，正極端給集電極端。從現(xiàn)在開(kāi)始，這個(gè)話(huà)題將只基于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)，電子流從發(fā)射極到集電極被PN結(jié)阻擋(該電流是從負(fù)極流向正極的電流，而常規(guī)電流從正極流向負(fù)極的電流)，因?yàn)樗F(xiàn)在以反向偏置的方式作用。

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)射極端流向集電極端。晶體管必須在飽和區(qū)域工作，因?yàn)樗鼈冊(cè)陲柡蛥^(qū)域提供低電壓降。

線(xiàn)路圖

使用晶體管的非門(mén)電路如下所示。利用Proteus軟件對(duì)電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)和仿真。

我取電源電壓為9V，我想給led發(fā)送9mA，所以我用100歐姆來(lái)限制電流。同樣的電流必須流過(guò)晶體管Ic = 9mA。晶體管的壽命為100，因此Ib值應(yīng)為0.09mA。由于Ib為0.09mA，基電阻值應(yīng)為10k歐姆。

下圖顯示了兩種情況下的電流流動(dòng)。

案例1:

當(dāng)開(kāi)關(guān)處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，基極的電流為零，晶體管作為開(kāi)路，因?yàn)檫@些電流在LED方向上流動(dòng)，LED開(kāi)始發(fā)光。

案例2:

當(dāng)開(kāi)關(guān)處于ON狀態(tài)時(shí)，基極的電流開(kāi)始流動(dòng)，這使得晶體管充當(dāng)短路，并且由于電流選擇最小的電阻，現(xiàn)在晶體管提供的電阻將在該路徑上流動(dòng)，LED將被關(guān)閉。

因此，這兩種情況都有相同的輸入和輸出，遵循非門(mén)真值表。因此，我們使用晶體管構(gòu)建了一個(gè)非邏輯門(mén)。希望你能理解本教程，并喜歡學(xué)習(xí)新的東西。

本文編譯自circuitdigest