Bunu bir topluluk wiki'ye dönüştürdüm, böylece gelecekte atıfta bulunacağımız harika mantık geçidi uygulamalarını toplayabilelim.
Başlamak için transistörleri basit bir şekilde anlamak zorundasınız. CMOS ile ilgileneceğim çünkü var olan tüm mantığın% 99'u (sayı olarak) CMOS olarak mevcut.
Kullanılan iki çeşit transistör vardır, PMOS ve NMOS, işte onların sembolleri:
Transistörler elektrikle kontrol edilen akım kaynakları / lavabolardır. PMOS akımını (şemadaki noktalı çizgi açıkken akım akışını gösterir) bir Güç kaynağından (kaynağa bağlı) drenaj yoluyla ve Geçit voltajı kaynağından DÜŞÜK olduğunda diğer devrelere kaynak gösterir. NMOS, drenaj yoluyla akımı kaynağa doğru toplayacaktır (bu durumda bir lavabo olarak düşünmelisiniz).
Lütfen açıklık adına adlandırmada bazı özgürlükler aldığımı unutmayın.
PMOS genellikle pozitif bir gerilime, NMOS ise genellikle topraklanmış negatif gerilimlere bağlanır.
İlginç bir şekilde, çeşitli işlevler yapmak için aygıtları istifleyebilirsiniz. İki PMOS istiflemesi, iki voltaj tarafından kontrol edilen bir akım kaynağı verir, iki NMOS istiflemesi, iki voltaj tarafından kontrol edilen bir akım havuzu verir.
Hem A'daki Gerilim (buna A diyeceğiz) hem de B BH'nin akımın akması için + V altında olması gerektiğine dikkat edin. Ayrıca, hem C hem de D'nin battılan akım (batırılmış?) İçin Zemin'den (bu komik çizgili üçgen sembolü) daha yüksek olması gerektiğine dikkat edin. "Hem A hem de B akımın akması için düşük olmalı" ve "Hem C VE D, akımın akması için yüksek olmalı" "diyebilirsiniz.
Tıpkı “istifleyebildiğiniz” (aslında seri hale getirilmiş), paralel aygıtlar yapabilirsiniz.
PMOS için "A OR B'nin akımın akması için düşük olabileceği" diyebilir ve NMOS devresi için "C ORD'nin akımın akması için yüksek olabileceği" diyebilirsiniz.
Fonksiyonu (VE, VEYA) tanımlamak için zaten mantık dilini kullandığımızı fark edeceksiniz, bu yüzden şimdi devreleri bir araya getirmeye başlayabiliriz.
İlk önce İnvertör:
Vin yerdeyken, PMOS açılır ve akım alabilir, ancak NMOS kapalıdır ve akımı batıramaz. Sonuç olarak, Vout pimi mevcut herhangi bir kapasitansa yük vermeye çalışır ve V + seviyesine ulaşana kadar kapasitansı yükseltir.
Aynı şekilde, Vin High olduğunda, NMOS açılır ve akımı batırabilir, ancak PMOS şimdi kapalıdır ve akım kaynağı olamaz. Sonuç olarak, Vout pimi mevcut kapasitanslardan yükü çekmeye çalışır ve bu kapasitansı Zemin seviyesine ulaşana kadar boşaltır.
Girişteki "yüksek", çıkışta "düşük", girişte "düşük", çıkışta "yüksek" verir. Bu ters çevirir!
Hem PMOS hem de NMOS'un sembolüne bakarsanız, geçidin semboldeki bir kapasitör gibi göründüğünü görürsünüz. Bu, bir MOS transistörünün bir kondansatör IS olması ve kasıtlı olarak çalışma sırasında şarj edilen ve boşalan bu kapasitans olmasıdır. Akım, zaman başına şarj akışıdır ve kapasitans, voltaj başına şarjın depolanmasıdır. Transistörler geçit voltajını kontrollü akımlara dönüştürür, daha sonra şarjdaki değişikliği tekrar voltajdaki bir değişikliğe dönüştüren geçit kapasitanslarını şarj eder ve deşarj eder.
Şimdi ilk iki giriş kapısı için NAND geçidi:
NMOS "yığını" yalnızca bir koşul altında akımı batırır ve bu BOTH A & B yüksek olduğunda olur. Bu durum için PMOS’un KAPALI olduğuna dikkat edin (yani kaynak akımı yok). Bu durumda Vout akımı batırır ve Vout Düşük olur.
Diğer tüm şartlarda, PMOS'tan en az biri kaynak akımı sağlayacak ve NMOS yığını akımı batıramayacak. Çıkış daha sonra şarj edilir ve Vout = yüksek.
A B Out
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Bu doğruluk tablosu, eğer değilse (A&B) AKA NAND olduğunu göstermektedir. 0 = gnd, 1 = V +.
Bir AND geçidine dönüşmek için çıktıyı ters çevirmeniz yeterlidir.
Ve bu doğruluk tablosu:
A B Out
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Ve sonra NOR geçidi
Umarım şimdi doğruluk masasını kendin de alabilmelisin.
C D Out
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
NOR'dan NAND'a hoş bir simetri var. yapı basit bir inversiyondur.
Şimdi VEYA
ve doğruluk tablosu
C D Out
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
Tasarımları daha yüksek girişli girişlere genişletmek, 3 giriş NAND ile gösterildiği gibi kolaydır.
NMOS ve PMOS'u seri / paralel kombinasyonlara yerleştirerek, transistor seviyesinde çeşitli mantık fonksiyonlarını uygulayabilirsiniz. Bu genellikle alan verimliliği, güç verimliliği ve hatta hız için yapılır. Bu işlevlerin kesinlikle AND, OR veya Xor işlevleri olması gerekmez. Aşağıdaki bir AND / OR geçidi olarak bilinir:
ve aşağıdaki doğruluk tablosuna sahiptir.
C A B Out
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 0
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 1
Bunun, bu işlevleri yerine getirmenin tek yolu olduğunu düşünmüyorsanız, iletim kapısı denilen bir cihaz tanıtacağım.
Hem NMOS hem de PMOS kapılarının düzgün çalışması için muhalefet yönünde sürülmesi gerekir.
Burada ek bir NMOS ile neler yapabileceğinizi gösteren bir örnek devre.
Here / A = Dijital mantıkta (A) değil
A + B = A VEYA B
A * B = A VE B
Böylece sadece 3 transistör kullanarak A VE B kullanabileceğinizi görebilirsiniz. Bu devrenin ciddi yan etkileri olduğu ve genellikle kullanılmadığı konusunda uyarın. Ancak yine de açıklayıcıdır.
TG tabanlı mantık fonksiyonlarının bir koleksiyonu:
Pass-Transistör-Mantık veya PTL de vardır. Böyle bir örnek:
