集積回路またはICは、共通のタスクを一緒に実行する小さなパッケージ内の多くの小さな回路の組み合わせです。たとえば、オペアンプまたは555タイマーICは、多くのトランジスタ、フリップフロップ、論理ゲート、およびその他の組み合わせデジタル回路の組み合わせによって構築されます。同様に、フリップフロップは論理ゲートの組み合わせを使用して構築でき、論理ゲート自体はいくつかのトランジスタを使用して構築できます。
すべてのICで、基本ブロックは、出力がハイ（1）またはロー値（0）のいずれかである論理ゲートになります。これらの論理ゲートはデジタル回路の下に置かれます。論理ゲートにはさまざまなタイプがあり、AND、OR、NOT、NAND、NORゲート、X-ORゲート、およびX-NORゲートです。これらの中で、AND、OR、NOTは基本ゲートであり、NORおよびNANDゲートはユニバーサルゲートと呼ばれます。各論理ゲートはすぐに使用できるICパッケージとして入手できますが、簡単な記事を使用して構築することもできます。トランジスタを使用してANDゲートを構築し、トランジスタを使用してORゲートを構築しました。その後、この記事では、BJTトランジスタを使用してNOTゲートを構築します。始める前に、NOTゲートとトランジスタの基本を理解しましょう。
ゲートの基本と作業ではありません
NOTゲートは、残りのデジタル論理ゲートと比較した場合、最も単純なゲートです。NOTゲート記号はと一緒に、以下のようになり、NOTゲートの真理値表。1つの入力と1つの出力があります。
NOTゲートブール式はYのように書くことができる入力がハイである場合=、その出力はローになり、入力がローのとき出力が高くなります。
トランジスタ–基本と動作
NPNトランジスタであるBC547を使用してNOTゲートを構築するため、トランジスタについて学習します。トランジスタは、ダイオードの背中合わせの接続です。ダイオードは半導体デバイスであり、ドーピングに使用される不純物の種類に応じて、不純物をドープしてp型またはn型にします。これらのダイオードが逆接続で接続されると、トランジスタを形成します。どちらの側が接続されているかに応じて、トランジスタにはNPNトランジスタとPNPトランジスタの2種類があります。
回路的には、電源端子を接続する場合はPNPトランジスタのエミッタ端子をプラス端子に接続し、NPNトランジスタの場合はコレクタ端子にプラス端子を接続します。これからは、NPNトランジスタのみをベースに議論していきます。
ケース1：ベース電圧がエミッタ電圧よりも低い場合、エミッタからコレクタへの電子の流れはPN接合によってブロックされます（この電流は負の端子から正の端子に流れる電流であり、従来の電流は正の端子から負に流れますターミナル）現在、逆バイアスで動作しているため。
ケース2：ベース電圧がエミッタ電圧よりも大きい場合（Vb> 0.6v）、接合部が減少し、これによりエミッタ端子からコレクタ端子への電流の流れが可能になります。トランジスタは飽和領域で低電圧降下を提供するため、飽和領域で動作する必要があります。
回路図
トランジスタを使用したNOTゲートの回路を以下に示します。回路は、Proteusソフトウェアを使用して設計およびシミュレーションされました。
供給電圧を9Vとし、LEDに9mAを送りたいので、100オームを使って電流を制限しました。これと同じ電流がトランジスタIに流れているC = 9ミリアンペア。トランジスタのhfeは100なので、Ib値は0.09mAになります。I bは0.09mAであるため、ベース抵抗値は10kオームである必要があります。
下の図は、両方の場合の電流の流れを示しています。
ケース1：-
スイッチがオフ状態のとき、ベースへの電流はゼロであり、これらの電流がLED方向に流れ、LEDが点灯し始めるため、トランジスタは開回路として機能します。
ケース2：-
スイッチがオン状態になると、ベースへの電流が流れ始め、これによりトランジスタが短絡として機能し、電流が最小の抵抗を選択すると、トランジスタによって提供され、そのパスとLEDが流れます。オフになります。
したがって、どちらの場合も、NOTゲート真理値表に従って同じ入力と出力を持ちます。したがって、トランジスタを使用してNOTロジックゲートを構築しました 。チュートリアルを理解し、新しいことを楽しんでいただければ幸いです。セットアップの完全な動作は、 以下のビデオで見つけることができ ます。ご不明な点がございましたら、下のコメントセクションに残すか、フォーラムを使用してその他の技術的な質問をご覧ください。