الدائرة المتكاملة أو IC هي مزيج من العديد من الدوائر الصغيرة في حزمة صغيرة تؤدي معًا مهمة مشتركة. على سبيل المثال ، تم إنشاء مكبر تشغيلي أو 555 Timer IC من خلال مجموعة من العديد من الترانزستورات و Flip-Flops و Logic Gates وغيرها من الدوائر الرقمية التوافقية. وبالمثل ، يمكن بناء Flip-Flop باستخدام مجموعة من البوابات المنطقية ويمكن بناء Logic Gates نفسها باستخدام عدد قليل من الترانزستورات.
في كل IC ، ستكون الكتلة الأساسية هي البوابات المنطقية التي تكون مخرجاتها إما عالية (1) أو قيمة منخفضة (0). ستأتي هذه البوابات المنطقية تحت دوائر رقمية. هناك أنواع مختلفة من البوابات المنطقية ، وهي بوابة AND و OR و NOT و NAND و NOR و X-OR gate و X-NOR gate. من بين هذه البوابات ، AND ، OR ، NOT بوابات أساسية ، بينما تسمى بوابات NOR و NAND بوابات عالمية. في حين أن كل بوابة منطقية متاحة كحزمة IC جاهزة للاستخدام ، من الممكن أيضًا بناؤها باستخدام مقال بسيط. لقد بنينا بالفعل بوابة AND باستخدام الترانزستور وبوابة OR باستخدام الترانزستور بعد ذلك في هذه المقالة سنقوم ببناء بوابة NOT باستخدام BJT Transistor. قبل أن نبدأ ، دعونا نفهم أساسيات البوابة NOT والترانزستورات مع عملها.
لا أساسيات البوابة والعمل
بوابة NOT هي أبسط بوابة عند مقارنتها بالبوابات المنطقية الرقمية المتبقية. يظهر رمز البوابة NOT أدناه ، جنبًا إلى جنب مع جدول حقيقة البوابة NOT. لها مدخل واحد ومخرج واحد.
و المعادلة NOT بوابة منطقية كما يمكن كتابة Y =، وانتاجها تكون منخفضة عند المدخل مرتفع، وسوف الانتاج تكون مرتفعة عند المدخل هو منخفضة.
الترانزستور - الأساسيات والعمل
سوف نتعرف على الترانزستورات حيث سنقوم ببناء بوابة NOT باستخدام BC547 ، وهو ترانزستور NPN. الترانزستور هو اتصال من الخلف إلى الخلف للديود. الصمام الثنائي هو جهاز أشباه الموصلات ، مخدر بالشوائب لجعله إما من النوع p أو النوع n اعتمادًا على أنواع الشوائب المستخدمة في المنشطات. عندما يتم توصيل هذه الثنائيات في الوصلة الخلفية ، فإنها تشكل ترانزستور. اعتمادًا على توصيل كلا الجانبين ، تكون الترانزستورات من نوعين هما NPN Transistor و PNP Transistor.
الفرق في الدائرة هو أنه عند توصيل محطات الإمداد ، يتم توصيل طرف باعث ترانزستور PNP بالطرف الموجب ، وبالنسبة للترانزستور NPN ، يتم إعطاء الطرف الموجب إلى طرف المجمع. من الآن فصاعدًا ، سيتم مناقشة الموضوع بناءً على ترانزستور NPN فقط.
الحالة 1: عندما يكون الجهد الأساسي أقل من جهد المرسل ، يتم حظر تدفق الإلكترونات من الباعث إلى المجمع بواسطة وصلة PN (هذا التيار هو تيار كهربائي يتدفق من الطرف السالب إلى الطرف الموجب بينما يتدفق التيار التقليدي من الطرف الموجب إلى السالب الطرفية) لأنها تعمل الآن في تحيز عكسي.
الحالة 2: عندما يكون الجهد الأساسي أكبر من جهد الباعث (Vb> 0.6v) ، يتم تقليل الوصلة ، وهذا يسمح بتدفق التيار من طرف الباعث إلى طرف المجمع. يجب أن يعمل الترانزستور في منطقة تشبع لأنها توفر انخفاضًا في الجهد المنخفض في منطقة التشبع.
مخطط الرسم البياني
فيما يلي دائرة بوابة NOT باستخدام الترانزستور. تم تصميم الدائرة ومحاكاتها باستخدام برنامج Proteus.
لقد أخذت جهد الإمداد 9 فولت ، وأريد إرسال 9 مللي أمبير إلى الصمام ، لذلك استخدمت 100 أوم للحد من التيار. يجب أن يتدفق هذا التيار نفسه في الترانزستور I c = 9mA. قيمة hfe للترانزستور هي 100 ، لذا يجب أن تكون قيمة I b 0.09mA. نظرًا لأن I b يساوي 0.09mA ، يجب أن تكون قيمة المقاوم الأساسي 10 كيلو أوم.
يوضح الشكل أدناه تدفق التيار في كلتا الحالتين.
حالة 1:-
عندما يكون المفتاح في حالة إيقاف التشغيل ، يكون التيار إلى القاعدة صفراً ويعمل الترانزستور كدائرة مفتوحة بسبب هذه التدفقات الحالية في اتجاه LED ويبدأ التوهج.
الحالة 2: -
عندما يكون المفتاح في حالة التشغيل ، يبدأ التيار إلى القاعدة في التدفق ، وهذا يجعل الترانزستور يعمل كدائرة قصيرة ، وبما أن التيار يختار أقل مقاومة ، والتي يتم توفيرها الآن بواسطة الترانزستور ، فسوف يتدفق في هذا المسار ويتدفق الصمام سيتم إيقاف تشغيله.
ومن ثم ، فإن كلتا الحالتين لهما نفس المدخلات والمخرجات التي تتبع جدول حقيقة البوابة NOT. وهكذا ، قمنا ببناء بوابة NOT Logic باستخدام الترانزستور. آمل أن تكون قد فهمت البرنامج التعليمي واستمتعت بتعلم شيء جديد. يمكن العثور على عمل الإعداد الكامل في الفيديو أدناه. إذا كانت لديك أي أسئلة ، فاتركها في قسم التعليقات أدناه أو استخدم منتدياتنا للأسئلة الفنية الأخرى.