Mạch tích hợp hay IC là sự kết hợp của nhiều mạch nhỏ trong một gói nhỏ cùng thực hiện một nhiệm vụ chung. Ví dụ, một Bộ khuếch đại hoạt động hoặc IC hẹn giờ 555 được chế tạo bằng sự kết hợp của nhiều Bóng bán dẫn, Flip-Flops, Cổng logic và các mạch kỹ thuật số tổ hợp khác. Tương tự, một Flip-Flop có thể được chế tạo bằng cách sử dụng kết hợp Cổng Logic và bản thân Cổng Logic có thể được chế tạo bằng cách sử dụng một vài bóng bán dẫn.
Trong mỗi IC, khối cơ bản sẽ là các cổng logic có đầu ra là giá trị cao (1) hoặc giá trị thấp (0). Các cổng logic này sẽ nằm dưới các mạch kỹ thuật số. Có nhiều loại cổng logic khác nhau, chúng là AND, OR, NOT, NAND, cổng NOR, cổng X-OR và cổng X-NOR. Trong số này, AND, OR, NOT là các cổng cơ bản, trong khi các cổng NOR và NAND được gọi là các cổng phổ quát. Mặc dù mỗi cổng logic có sẵn dưới dạng một gói IC sẵn sàng được sử dụng, nhưng cũng có thể xây dựng chúng bằng cách sử dụng một bài báo đơn giản. Chúng ta đã xây dựng một Cổng VÀ sử dụng Transistor và một Cổng OR sử dụng Transistor, sau đó trong bài viết này chúng ta sẽ xây dựng cổng NOT bằng cách sử dụng BJT Transistor. Trước khi bắt đầu, chúng ta hãy hiểu những điều cơ bản về cổng NOT và bóng bán dẫn với cách hoạt động của chúng.
Thông tin cơ bản về cổng NOT và hoạt động
Cổng NOT là cổng đơn giản nhất khi so sánh với các cổng logic kỹ thuật số còn lại. Các biểu tượng cổng NOT được hiển thị dưới đây, cùng với các bảng sự thật cổng NOT. Nó có một đầu vào và một đầu ra.
Phương trình NOT Gate Boolean có thể được viết là Y =, đầu ra của nó sẽ thấp khi đầu vào cao, và đầu ra sẽ cao khi đầu vào thấp.
Transistor - Khái niệm cơ bản và hoạt động
Chúng ta sẽ tìm hiểu về các bóng bán dẫn vì chúng ta sẽ xây dựng một cổng NOT sử dụng BC547, là một bóng bán dẫn NPN. Một bóng bán dẫn là một kết nối trở lại của một diode. Diode là một linh kiện bán dẫn, được pha tạp chất để tạo thành loại p hoặc loại n tùy thuộc vào loại tạp chất được sử dụng trong pha tạp. Khi các điốt này được kết nối ngược lại với kết nối phía sau, chúng tạo thành một bóng bán dẫn. Tùy thuộc vào cả hai bên được kết nối, các bóng bán dẫn có hai loại là Transistor NPN và Transistor PNP.
Sự khác biệt trong mạch khôn ngoan là khi kết nối các đầu cuối nguồn cung cấp, đầu cuối cực phát của bóng bán dẫn PNP được kết nối với đầu cực dương và đối với bóng bán dẫn NPN, đầu cực dương được đưa cho đầu cực thu. Từ bây giờ, chủ đề sẽ được thảo luận chỉ dựa trên transistor NPN.
Trường hợp 1: Khi điện áp cơ bản nhỏ hơn điện áp phát, dòng electron từ cực phát đến cực thu bị chặn bởi tiếp giáp PN (dòng điện này là dòng điện chạy từ cực âm sang cực dương trong khi quy ước dòng điện chạy từ cực dương sang cực âm thiết bị đầu cuối) vì nó hiện đang hoạt động theo khuynh hướng ngược lại.
Trường hợp 2: Khi điện áp cơ bản lớn hơn điện áp cực phát (Vb> 0,6v), đường giao nhau bị giảm và điều này cho phép dòng điện từ đầu cực phát đến cực thu. Bóng bán dẫn phải làm việc trong vùng bão hòa vì chúng cung cấp điện áp giảm thấp trong vùng bão hòa.
Sơ đồ mạch
Các mạch cho cổng KHÔNG sử dụng một transistor được đưa ra dưới đây. Mạch được thiết kế và mô phỏng bằng phần mềm Proteus.
Tôi lấy điện áp cung cấp là 9V, và tôi muốn gửi 9mA đến led, vì vậy tôi đã sử dụng 100 ohms để giới hạn dòng điện. Dòng điện tương tự này phải chạy trong bóng bán dẫn I c = 9mA. Hfe của bóng bán dẫn là 100, vì vậy giá trị I b phải là 0,09mA. Vì tôi b là 0,09mA, giá trị điện trở cơ bản phải là 10k ohms.
Hình bên dưới cho thấy dòng điện trong cả hai trường hợp.
Trường hợp 1:-
Khi công tắc ở trạng thái tắt, dòng điện đến đế bằng 0 và bóng bán dẫn hoạt động như mở mạch do dòng điện này chạy theo hướng LED và đèn LED bắt đầu phát sáng.
Trường hợp 2: -
Khi công tắc ở trạng thái BẬT, dòng điện đến đế bắt đầu chạy và điều này làm cho bóng bán dẫn hoạt động như ngắn mạch và khi dòng điện chọn điện trở thấp nhất, hiện được cung cấp bởi bóng bán dẫn sẽ chảy theo đường đó và đèn LED sẽ được TẮT.
Do đó, cả hai trường hợp đều có đầu vào và đầu ra giống nhau theo bảng chân lý cổng NOT. Như vậy, chúng ta đã xây dựng một cổng NOT Logic bằng cách sử dụng Transistor. Hy vọng bạn đã hiểu hướng dẫn và thích học một cái gì đó mới. Hoạt động hoàn chỉnh của thiết lập có thể được tìm thấy trong video bên dưới. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, hãy để lại chúng trong phần bình luận bên dưới hoặc sử dụng diễn đàn của chúng tôi cho các câu hỏi kỹ thuật khác.