ట్రాన్సిస్టర్‌లను ఉపయోగించి ఒక మరియు గేట్ రూపకల్పన

మనలో చాలా మందికి తెలిసినట్లుగా ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ లేదా ఐసి అనేది ఒక చిన్న ప్యాకేజీలోని అనేక చిన్న సర్క్యూట్ల కలయిక, ఇది ఒక కామన్ పనిని చేస్తుంది. ఆపరేషనల్ యాంప్లిఫైయర్ లేదా 555 టైమర్ ఐసి వలె అనేక ట్రాన్సిస్టర్లు, ఫ్లిప్-ఫ్లాప్స్, లాజిక్ గేట్స్ మరియు ఇతర కాంబినేషన్ డిజిటల్ సర్క్యూట్ల కలయికతో నిర్మించబడింది. అదేవిధంగా లాజిక్ గేట్ల కలయికను ఉపయోగించి ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌ను నిర్మించవచ్చు మరియు కొన్ని ట్రాన్సిస్టర్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా లాజిక్ గేట్లను కూడా నిర్మించవచ్చు.

లాజిక్ గేట్స్ చాలా డిజిటల్ ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్ యొక్క ప్రాథమిక అంశాలు. ప్రాథమిక ఫ్లిప్-ఫ్లాప్‌ల నుండి మైక్రోకంట్రోలర్‌ల వరకు లాజిక్ గేట్లు బిట్స్ ఎలా నిల్వ చేయబడతాయి మరియు ప్రాసెస్ చేయబడతాయి అనే దానిపై అంతర్లీన సూత్రాన్ని ఏర్పరుస్తాయి. వారు ఆర్థమెటిక్ లాజిక్ ఉపయోగించి సిస్టమ్ యొక్క ప్రతి ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ మధ్య సంబంధాన్ని పేర్కొంటారు. అనేక రకాల లాజిక్ గేట్లు ఉన్నాయి మరియు వాటిలో ప్రతి ఒక్కటి వేర్వేరు ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటాయి. కానీ ఈ వ్యాసం యొక్క దృష్టి AND గేట్ మీద ఉంటుంది ఎందుకంటే తరువాత మేము BJT ట్రాన్సిస్టర్ సర్క్యూట్ ఉపయోగించి AND గేట్ నిర్మిస్తాము. ఉత్తేజకరమైనది? ప్రారంభిద్దాం.

మరియు లాజిక్ గేట్

మరియు లాజిక్ గేట్ రెండు ఇన్పుట్లు మరియు ఒక సింగిల్ అవుట్పుట్ కలిగిన D- ఆకారపు లాజిక్ గేట్, ఇక్కడ ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ మధ్య D ఆకారం లాజిక్ సర్క్యూట్. ఇన్పుట్ మరియు అవుట్పుట్ విలువల మధ్య సంబంధాన్ని క్రింద చూపిన AND గేట్ ట్రూత్ టేబుల్ ఉపయోగించి వివరించవచ్చు.

సమీకరణాలు అవుట్పుట్ సులభంగా ఉపయోగించి వివరించవచ్చు మరియు గేట్ బూలియన్ ఈక్వేషన్ ఇది, Q = A x B లేదా Q = AB. అందుకే, ఒక గేట్ కోసం అవుట్పుట్ ఉంది HIGH రెండు ఇన్పుట్లను ఉన్నప్పుడు మాత్రమే HIGH.

ట్రాన్సిస్టర్

ట్రాన్సిస్టర్ అనేది బాహ్య సర్క్యూట్‌కు అనుసంధానించగల మూడు టెర్మినల్స్ కలిగిన సెమీకండక్టర్ పరికరం. పరికరాన్ని స్విచ్‌గా మరియు విలువలను మార్చడానికి లేదా ఎలక్ట్రికల్ సిగ్నల్ ప్రయాణించడాన్ని నియంత్రించడానికి యాంప్లిఫైయర్‌గా కూడా ఉపయోగించవచ్చు.

కోసం ట్రాన్సిస్టర్ ఉపయోగించి ఒక AND తర్కం గేట్ నిర్మాణ: మేము రెండు రకాలుగా మరింత వర్గీకరించవచ్చు ఇది BJT ట్రాన్సిస్టర్లు ఉపయోగిస్తున్నట్లు PNP మరియు NPN - బైపోలార్ జంక్షన్ ట్రాన్సిస్టర్లకు. వాటిలో ప్రతిదానికి సర్క్యూట్ చిహ్నం క్రింద చూడవచ్చు.

ఈ వ్యాసం మీకు వివరిస్తుంది, ట్రాన్సిస్టర్ ఉపయోగించి AND గేట్ సర్క్యూట్ ఎలా నిర్మించాలో. AND గేట్ యొక్క తర్కం ఇప్పటికే పైన వివరించబడింది మరియు ట్రాన్సిస్టర్ ఉపయోగించి AND గేట్ నిర్మించడానికి మేము పైన చూపిన అదే సత్య పట్టికను అనుసరిస్తాము.

సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం మరియు భాగాలు అవసరం

NPN ట్రాన్సిస్టర్ ఉపయోగించి AND గేట్ నిర్మించడానికి అవసరమైన భాగాల జాబితా ఈ క్రింది విధంగా ఇవ్వబడింది:

1. రెండు NPN ట్రాన్సిస్టర్లు. (అందుబాటులో ఉంటే మీరు పిఎన్‌పి ట్రాన్సిస్టర్‌ను కూడా ఉపయోగించవచ్చు)
2. రెండు 10KΩ రెసిస్టర్లు & ఒక 4-5KΩ రెసిస్టర్.
3. అవుట్పుట్ తనిఖీ చేయడానికి ఒక LED (లైట్ ఎమిటింగ్ డయోడ్).
4. బ్రెడ్‌బోర్డ్.
5. A + 5V విద్యుత్ సరఫరా.
6. రెండు పుష్ బటన్లు.
7. వైర్లను కనెక్ట్ చేస్తోంది.

సర్క్యూట్ AND గేట్ మరియు అవుట్పుట్, Q కోసం ఇన్పుట్లను రెండింటినీ సూచిస్తుంది, ఇది మొదటి ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క కలెక్టర్కు + 5V సరఫరాను కలిగి ఉంటుంది, ఇది రెండవ ట్రాన్సిస్టర్‌కు సిరీస్‌లో అనుసంధానించబడి ఉంటుంది మరియు LED ఒక ఉద్గారిణి టెర్మినల్‌కు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది రెండవ ట్రాన్సిస్టర్. ఇన్పుట్లు A & B వరుసగా ట్రాన్సిస్టర్ 1 మరియు ట్రాన్సిస్టర్ 2 యొక్క బేస్ టెర్మినల్కు అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి మరియు అవుట్పుట్ Q పాజిటివ్ టెర్మినల్ LED కి వెళుతుంది. దిగువ రేఖాచిత్రం NPN ట్రాన్సిస్టర్ ఉపయోగించి AND గేట్ నిర్మించడానికి పైన వివరించిన సర్క్యూట్‌ను సూచిస్తుంది.

ఈ ట్యుటోరియల్‌లో ఉపయోగించిన ట్రాన్సిస్టర్‌లు BC547 NPN ట్రాన్సిస్టర్ మరియు క్రింద చూపిన విధంగా సర్క్యూట్లో పైన పేర్కొన్న అన్ని భాగాలతో చేర్చబడ్డాయి.

మీ వద్ద పుష్ బటన్లు లేకపోతే, అవసరమైనప్పుడు వాటిని జోడించడం లేదా తొలగించడం ద్వారా వైర్లను స్విచ్‌గా కూడా ఉపయోగించవచ్చు (స్విచ్ నొక్కడానికి బదులుగా). ట్రాన్సిస్టర్‌ల కోసం బేస్ టెర్మినల్‌కు అనుసంధానించబడిన స్విచ్‌గా నేను వైర్‌లను ఉపయోగించే వీడియోలో కూడా ఇదే కనిపిస్తుంది.

పైన పేర్కొన్న హార్డ్‌వేర్ భాగాలను ఉపయోగించి నిర్మించినప్పుడు అదే సర్క్యూట్, సర్క్యూట్ క్రింద ఉన్న చిత్రంలో కనిపిస్తుంది.

ట్రాన్సిస్టర్ ఉపయోగించి మరియు గేట్ యొక్క పని

ఇక్కడ మనం ట్రాన్సిస్టర్‌ను స్విచ్‌గా ఉపయోగిస్తాము, అందువల్ల, ఎన్‌పిఎన్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క కలెక్టర్ టెర్మినల్ ద్వారా వోల్టేజ్ వర్తించినప్పుడు, బేస్ జంక్షన్ 0 వి మరియు కలెక్టర్ వోల్టేజ్ మధ్య వోల్టేజ్ సరఫరాను కలిగి ఉన్నప్పుడు మాత్రమే వోల్టేజ్ ఉద్గారిణి జంక్షన్‌కు చేరుకుంటుంది.

అదేవిధంగా, పైన ఉన్న సర్క్యూట్ LED గ్లోను చేస్తుంది, అనగా అవుట్పుట్ 1 (హై) రెండు ఇన్పుట్లు 1 (హై) అయినప్పుడు మాత్రమే, అంటే రెండు ట్రాన్సిస్టర్ల బేస్ టెర్మినల్ వద్ద వోల్టేజ్ సరఫరా ఉన్నప్పుడు. అర్థం, VCC (+ 5V విద్యుత్ సరఫరా) నుండి LED కి మరియు మరింత భూమికి సరళ రేఖ ప్రస్తుత మార్గం ఉంటుంది. అన్ని సందర్భాల్లో విశ్రాంతి, అవుట్పుట్ 0 (తక్కువ) మరియు LED ఆఫ్ అవుతుంది. ప్రతి కేసును ఒక్కొక్కటిగా అర్థం చేసుకోవడం ద్వారా ఇవన్నీ మరింత వివరంగా వివరించవచ్చు.

కేసు 1: రెండు ఇన్‌పుట్‌లు సున్నా అయినప్పుడు - A = 0 & B = 0.

A & B రెండు ఇన్‌పుట్‌లు 0 అయినప్పుడు, మీరు ఈ సందర్భంలో పుష్బటన్లను నొక్కకూడదు. మీరు పుష్ బటన్లను ఉపయోగించకపోతే, అనుసంధానించబడిన వైర్లు, పుష్బటన్లు మరియు రెండు ట్రాన్సిస్టర్‌ల బేస్ టెర్మినల్‌ను తొలగించండి. కాబట్టి, మనకు A & B రెండు ఇన్పుట్లు 0 గా వచ్చాయి మరియు ఇప్పుడు మనం అవుట్పుట్ కోసం తనిఖీ చేయాలి, ఇది AND గేట్ ట్రూత్ టేబుల్ ప్రకారం 0 గా ఉండాలి.

ఇప్పుడు, ట్రాన్సిస్టర్ 1 యొక్క కలెక్టర్ టెర్మినల్ ద్వారా వోల్టేజ్ సరఫరా చేయబడినప్పుడు, ఉద్గారిణికి ఇన్పుట్ లభించదు ఎందుకంటే బేస్ టెర్మినల్ విలువ 0. అదేవిధంగా, ట్రాన్సిస్టర్ 2 యొక్క కలెక్టర్‌కు అనుసంధానించబడిన ట్రాన్సిస్టర్ 1 యొక్క ఉద్గారిణి, సరఫరా చేయదు ప్రస్తుత లేదా వోల్టేజ్ మరియు ట్రాన్సిస్టర్ 2 యొక్క బేస్ టెర్మినల్ విలువ 0. కాబట్టి, 2 ^వ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క ఉద్గారిణి విలువ 0 ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు ఫలితంగా, LED ఆఫ్ అవుతుంది.

కేసు 2: ఇన్‌పుట్‌లు ఉన్నప్పుడు - A = 0 & B = 1.

రెండవ సందర్భంలో, ఇన్పుట్లు A = 0 & B = 1 అయినప్పుడు, సర్క్యూట్ మొదటి ఇన్పుట్ను 0 (తక్కువ) గా మరియు రెండవ ఇన్పుట్ను వరుసగా ట్రాన్సిస్టర్ 1 & 2 యొక్క బేస్కు 1 (హై) గా కలిగి ఉంటుంది. ఇప్పుడు, మొదటి ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క కలెక్టర్‌కు 5 వి సరఫరా పంపినప్పుడు, బేస్ టెర్మినల్‌కు 0 ఇన్‌పుట్ ఉన్నందున ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క దశ మార్పులో ఎటువంటి మార్పు లేదు. ఇది ఉద్గారిణికి 0 విలువను దాటిస్తుంది మరియు మొదటి ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క ఉద్గారిణి సిరీస్‌లోని రెండవ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క కలెక్టర్‌కు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది, కాబట్టి 0 విలువ రెండవ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క కలెక్టర్‌లోకి వెళుతుంది.

ఇప్పుడు, రెండవ ట్రాన్సిస్టర్ బేస్ లో అధిక విలువను కలిగి ఉంది, కాబట్టి ఇది కలెక్టర్లో అందుకున్న అదే విలువను ఉద్గారిణికి పంపించడానికి అనుమతిస్తుంది. రెండవ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క కలెక్టర్ టెర్మినల్‌లో విలువ 0 కాబట్టి, ఉద్గారిణి కూడా 0 అవుతుంది మరియు ఉద్గారిణికి అనుసంధానించబడిన LED ప్రకాశిస్తుంది.

కేసు 3: ఇన్‌పుట్‌లు ఉన్నప్పుడు - A = 1 & B = 0.

ఇక్కడ, ఇన్పుట్ మొదటి ట్రాన్సిస్టర్ బేస్ కోసం 1 (అధిక) మరియు రెండవ ట్రాన్సిస్టర్ బేస్ కోసం తక్కువ. కాబట్టి, ప్రస్తుత ట్రాన్సిస్టర్‌కు బేస్ టెర్మినల్ విలువ ఎక్కువగా ఉన్నందున మొదటి ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క కలెక్టర్ మరియు ఉద్గారిణి గుండా వెళుతున్న రెండవ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క కలెక్టర్‌కు ప్రస్తుత మార్గం 5 వి విద్యుత్ సరఫరా నుండి ప్రారంభమవుతుంది.

రెండవ ట్రాన్సిస్టర్‌లో, బేస్ టెర్మినల్ విలువ 0 మరియు అందువల్ల, కలెక్టర్ నుండి రెండవ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క ఉద్గారిణికి ప్రస్తుత పాస్‌లు లేవు మరియు ఫలితంగా, దారితీసినవి ఇప్పటికీ ఆఫ్‌లో ఉంటాయి.

కేసు 4: రెండు ఇన్‌పుట్‌లు ఒకటి అయినప్పుడు - A = 1 & B = 1.

చివరి కేసు మరియు ఇక్కడ రెండు ఇన్పుట్లు ఎక్కువగా ఉండాలి, ఇవి రెండు ట్రాన్సిస్టర్ల బేస్ టెర్మినల్స్కు అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. దీని అర్థం ప్రస్తుత లేదా వోల్టేజ్ రెండు ట్రాన్సిస్టర్‌ల కలెక్టర్ గుండా వెళితే, బేస్ దాని సంతృప్తిని చేరుకుంటుంది మరియు ట్రాన్సిస్టర్ నిర్వహిస్తుంది.

ఆచరణాత్మకంగా వివరిస్తూ, ట్రాన్సిస్టర్ 1 యొక్క కలెక్టర్ టెర్మినల్‌కు + 5 వి సరఫరా అందించబడినప్పుడు మరియు బేస్ టెర్మినల్ అప్పుడు సంతృప్తమైతే, ట్రాన్సిస్టర్ ముందుకు పక్షపాతంతో ఉన్నందున ఉద్గారిణి టెర్మినల్ అధిక ఉత్పత్తిని పొందుతుంది. ఉద్గారిణి వద్ద ఉన్న ఈ అధిక ఉత్పత్తి నేరుగా సిరీస్ కనెక్షన్ ద్వారా 2 ^వ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క కలెక్టర్‌కు వెళుతుంది. ఇప్పుడు, అదేవిధంగా రెండవ ట్రాన్సిస్టర్ వద్ద, కలెక్టర్ వద్ద ఇన్పుట్ ఎక్కువగా ఉంది మరియు ఈ సందర్భంలో, బేస్ టెర్మినల్ కూడా ఎక్కువగా ఉంటుంది, అంటే రెండవ ట్రాన్సిస్టర్ కూడా సంతృప్త స్థితిలో ఉంది మరియు అధిక ఇన్పుట్ కలెక్టర్ నుండి ఉద్గారిణికి వెళుతుంది. ఉద్గారిణి వద్ద ఈ అధిక అవుట్పుట్ LED కి వెళుతుంది, ఇది LED ని ఆన్ చేస్తుంది.

అందువల్ల, నాలుగు కేసులూ అసలు మరియు లాజిక్ గేట్ వలె ఒకే ఇన్పుట్లను మరియు అవుట్పుట్లను కలిగి ఉంటాయి. ఈ విధంగా, మేము ట్రాన్సిస్టర్ ఉపయోగించి AND AND లాజిక్ గేట్ నిర్మించాము. మీరు ట్యుటోరియల్ అర్థం చేసుకున్నారని మరియు క్రొత్తదాన్ని నేర్చుకోవడం ఆనందించారని ఆశిస్తున్నాము. సెటప్ యొక్క పూర్తి పనిని ఈ క్రింది వీడియోలో చూడవచ్చు. మా తదుపరి ట్యుటోరియల్‌లో ట్రాన్సిస్టర్‌ను ఉపయోగించి OR గేట్‌ను ఎలా నిర్మించాలో మరియు ట్రాన్సిస్టర్‌ను ఉపయోగించి NOT గేట్‌ను ఎలా నిర్మించాలో కూడా నేర్చుకుంటాము. మీకు ఏవైనా ప్రశ్నలు ఉంటే వాటిని క్రింది వ్యాఖ్య విభాగంలో ఉంచండి లేదా ఇతర సాంకేతిక ప్రశ్నల కోసం మా ఫోరమ్‌లను ఉపయోగించండి.