طراحی مدارات ترکیبی با استفاده از ترانزیستور ها

سوال:

با استفاده از ترانزیستور ها مداری را طراحی کنید که با گرفتن اعداد ۰ تا سه به صورت باینری مقدار ورودی را بر روی سون سگمنت کاتد مشترک نمایش دهد.

حل )

ابتدا جدول صحمت مدار را رسم می کنیم:

در جدول بالا BITA و BITB ورودی ها به صورت باینری  و A تا G هم خروجی ها یا همان ال ای دی های سون سگمنت می باشند

برای راحت شدن کار ورودی BITA را با E و ورودی BITB را با F جایگزین می کنیم

توابع را برای تک تک خروجی های A تا G باید بدست آوریم

خروجی A:

QA = E̅F̅+EF̅+EF

  که بعد از ساده سازی مقدار خروجی A برابر است با:

QA = E+F̅

خروجی B:

QB = E̅F̅+E̅F+EF̅+EF=1

خروجی C:

QC = E̅F̅+E̅F+EF

مقدار خروجی C بعد از ساده سازی برابر است با:

QC = E̅F

مقدار خروجی D دقیقا همانند خروجی A می باشد پس برای خروجی D هم همان مقدار  خروجی A را خواهیم داشت:

QD = E+F̅

مقدار خروجی E برابر است با:

QE = E̅F̅+EF̅

که بعد از سازی مقدار E برابر است با:

QE = F̅

مقدار خروجی F برابر است با:

QF = E̅F̅

و در نهایت مقدار خروجی G هم برابر است با:

QG = EF̅+EF

که بعد از ساده سازی مقدار G برابر است با :

QG = E̅F̅

بعد از بدست آوردن توابع مدار را با استفاده از گیت های ترکیبی رسم می کنیم:

و می توانید مقدار خروجی را با تغییر ورودی ها در گیف زیر ببینید:

اما صورت مسئله از ما خواسته که مدار را با استفاده از ترانزیستور ها طراحی کنیم برای اینکه بتوانیم  همین مدار را با استفاده از ترانزیستور ها رسم کنیم باید دنبال مدار معادل ترانزیستوری هر گیت باشیم

در مدار بالا از چهار گیت استفاده شده لذا برای جایگزین کردن هر گیت با نماد ترانزیستوری همان گیت لازم است که یه نیم نگاهی به نماد ترازیستوری آنها بیندازیم

گیت OR:

گیت NOT:

بافر یا تقویت جریان:

گیت AND:

و در نهایت با جایگزین کردن هر گیت با مدار معادل ترانزیستوری آن می توانید شماتیک  و عملکرد را در گیف زیر ببینید: