۰
هیچ محصولی در سبد خرید وجود ندارد.
در حوزه الکترونیک دیجیتال و مدارهای منطقی، دروازه های NAND به عنوان یک سنگ بنای اساسی شناخته می شود که قدرت بسیار زیادی در پردازش اطلاعات دارد. NAND ، مخفف Negated AND ، یک عملیات منطقی است که تنها زمانی خروجی پایین تولید می کند که همه ورودی های آن بالا باشند.
در این مقاله به نحوه ساخت مدار گیت NAND با ترانزیستور می پردازیم .
ترانزیستورها به عنوان بلوک های سازنده گیت های منطقی مانند گیت های AND، گیت های NAND، گیت های OR، گیت های XOR و سایر گیت هایی که در مدارهای مجتمع هستند، عمل می کنند. در مدارهای الکترونیکی قبلی خود، XOR Gate ، NAND Gate ، NOT Gate ، NOR Gate ، AND Gate ، OR Gate ، XNOR Gate را انجام داده‌ایم .
با چیدمان ترانزیستورها در پیکربندی خاص، می‌توانیم گیت‌های مختلف مورد استفاده در الکترونیک را بسازیم.
هر نوع ترانزیستور ، چه BJT و چه FET ، می تواند برای ایجاد گیت های منطقی استفاده شود. اما در این مقاله از نوع NPN BJT برای انجام آن استفاده خواهیم کرد. ترانزیستور 2N2222 یک NPN BJT بسیار رایج و در دسترس است که می تواند به عنوان سوئیچ یا تقویت کننده عمل کند.
گیت منطقی NAND چیست؟
یک گیت NAND دو ورودی زمانی که هر دو ورودی آن بالا باشد خروجی پایین و در غیر این صورت یک خروجی بالا تولید می کند . ایجاد یک گیت NAND تنها با استفاده از دو ترانزیستور نسبتاً ساده است.
نماد دروازه NAND
گیت های منطقی NAND با استفاده از مدارهای مجتمع برای تولید تابع منطقی مورد نظر در دسترس هستند و نمادی به آن داده می شود که شکل آن مانند یک گیت استاندارد AND با یک دایره در خروجی آن است که “حباب وارونگی” نامیده می شود تا نماد گیت NOT را با آن نشان داده شود.
جدول حقیقت دروازه NAND
| ورودی ها | خروجی | |
| آ | ب | Y |
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
عبارت Boolean برای این دروازه است.
Y = A.Bبنابراین همانطور که از جدول حقیقت بالا می بینید، یک گیت NAND خروجی HIGH را برای همه شرایط نشان می دهد، به جز زمانی که هر دو ورودی 1 باشند. در چنین سناریویی، خروجی یک LOW منطقی خواهد بود .
اجزای مورد نیاز برای ساخت دروازه NAND
بنابراین تنها با چند مؤلفه، می‌توانیم یک مدار گیت NAND بسازیم.
- 2 ترانزیستور 2N2222 (NPN).
- 2 مقاومت 10 کیلو اهم
- 2 مقاومت 220Ω
- مقاومت 1 470Ω
- 2 دکمه های فشاری
- برد برد
- یک باتری 9 ولت
- ال ای دی و سیم های اتصال
نمودار مدار دروازه NAND با استفاده از ترانزیستور
نمودار مدار زیر گیت NAND را با استفاده از 5 ترانزیستور NPN نشان می دهد . در اینجا I1 و I2 نشان دهنده دو ورودی و O1 نشان دهنده خروجی است.
حال، بیایید به ساخت دروازه NAND با استفاده از دو ترانزیستور NPN بپردازیم.
- با اتصال کلکتور اولین ترانزیستور NPN (Q1) به Vcc (ولتاژ مثبت) با مقاومت (RS) شروع کنید. این اتصال برق را برای Q1 برقرار می کند.
- امیتر Q1 را به کلکتور ترانزیستور NPN دوم (Q2) وصل کنید. این یک ارتباط بین دو ترانزیستور برقرار می کند و هسته دروازه NAND ما را تشکیل می دهد.
- کلکتور Q1 را به ترمینال خروجی Y وصل کنید، که خروجی دروازه NAND ما خواهد بود.
- سپس، یک مقاومت (R1) را بین پایه بیس Q1 و ترمینال ورودی A وصل کنید. این مقاومت جریان ورودی به پایه بیس Q1 را محدود می کند.
- یک مقاومت (R2) را بین پایه بیس Q2 و ترمینال ورودی B وصل کنید. مشابه R1، R2 جریان ورودی به پایه بیس Q2 را کنترل می کند.
یک گیت NAND دو ورودی ساده را می توان با استفاده از سوئیچ ,مقاومت و ترانزیستور همانطور که در بالا نشان داده شده است درست کرد. ورودی ها به پایه بیس ترانزیستور ها متصل شده اند. هر یک از ترانزیستورها باید برای داشتن خروجی در Y قطع شوند.
مدار گیت NAND تقریباً مشابه مدار گیت AND است. تنها تفاوت اصلی این است که به جای اتصال خروجی به امیتر ترانزیستور دوم، خروجی به کلکتور ترانزیستور اول می رسد.
هنگامی که هر دو ورودی روی HIGH تنظیم شوند، هر دو ترانزیستور از طریق مسیرهای کلکتور-امیتر خود هدایت می شوند و در واقع یک اتصال کوتاه به زمین ایجاد می کنند. این امر جریان را از خروجی منحرف می کند که به نوبه خود باعث می شود خروجی پایین بیاید.
برعکس، اگر هر یک از ترانزیستورها خاموش شود، جریان تغذیه قادر به عبور از ترانزیستورها به زمین نیست. در عوض، از مدار خروجی (Led سفید) جریان عبور می کند و در نتیجه خروجی HIGH ایجاد می شود. بنابراین، اگر یکی از ورودی ها LOW باشد، خروجی HIGH خواهد بود.
کاربرد
گیت NAND با عملکرد همه کاره و توانایی در نفی و ساده سازی عبارات منطقی، کاربرد گسترده ای در زمینه های مختلف پیدا کرده است. برخی از کاربردهای قابل توجه گیت NAND شامل مدارهای منطقی دیجیتال، گیت جهانی، ذخیره سازی داده ها، تشخیص و تصحیح خطا، کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC)، نمایشگرهای دیجیتال، عملیات ریاضی و محاسباتی هستند که اینها تنها چند نمونه هست که کاربرد گسترده ای را نشان می دهد. گیت NAND تطبیق پذیری، کارایی و توانایی آن در ساده سازی منطق پیچیده، آن را به یک جزء ضروری در طراحی و اجرای سیستم های دیجیتال در صنایع متعدد تبدیل کرده است.
