¿Por qué un circuito inversor (NO puerta) necesita un transistor y un transistor complementario?

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Al revisar las puertas lógicas, leí que para hacer un circuito inversor, necesitas dos transitores, uno de los cuales es complementario, como por ejemplo:

Suponiendo que la intención de este circuito es producir una puerta NO, entonces pregunto: ¿Es necesario el transistor inferior? Sin él, me parece que el circuito funcionaría bien como una puerta NO. Si no es necesario, ¿hay una situación en la que sería útil tener un segundo transitor?

    
pregunta ridthyself

2 respuestas

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La ausencia de voltaje es no lo mismo que cero voltios en circuitos reales.

Si solo tiene el transistor superior, entonces tiene un circuito que puede generar corriente, pero no puede hundirlo. Si lo necesita para controlar un transistor PNP, como otra copia del mismo circuito, no funcionará correctamente.

Podría tener un transistor PNP y un desplegable (in1 / out1), o un transistor NPN y un pullup (in2 / out2):

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Este último se conoce como "colector abierto" y es bastante común en los circuitos TTL.

Por supuesto, tener la resistencia allí consume una cierta cantidad de energía cuando el transsitor está encendido, por lo que usar dos transistores evita eso.

Es aún más importante con los MOSFET, ya que "sin voltaje conectado" a menudo se convierte en "voltaje inducido por señales de radio cercanas" o "cualquier voltaje que se conectó por última vez a la capacitancia de la compuerta".

    
respondido por el pjc50
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En la lógica de conmutación de voltaje, debe haber algún medio por el cual se pueda extraer cada nodo, y algún medio por el cual se pueda bajar cada nodo. Uno podría usar un transistor de conmutación para una de esas funciones y una resistencia para la otra, con la idea de que cuando el transistor está "apagado", la resistencia podrá conducir la línea, pero cuando el transistor está "encendido" se superpondrá la resistencia Un enfoque de este tipo solía ser bastante común, en realidad, en una tecnología llamada "NMOS" que usaba transistores desplegables activos y pull-ups pasivos (dentro de los chips NMOS, la "resistencia pull-up" normalmente sería una forma de transistor que se construye de tal manera que siempre esté parcialmente encendido, pero esencialmente funciona como una resistencia). El principal problema con este enfoque es que un pull-up que no pasa mucha corriente tardará en jalar el cable, y un pull-up que pasa mucha corriente quemará mucha energía mientras el cable está tirado bajo.

En la lógica de conmutación de corriente, si a uno no le importaba tener que dividir las puertas en dos categorías, de modo que cada puerta solo pueda conducir puertas en la otra categoría, uno podría sobrevivir con un solo transistor para cada puerta inversora. Una categoría de compuerta usaría transistores NPN y la otra usaría PNP. Una señal "alta" que alimenta un transistor NPN estaría representada por una corriente positiva; una alimentación "alta" de una PNP estaría representada por una falta de corriente negativa. Dado que la alimentación de corriente en la base de un NPN causaría que su colector hundiera la corriente, un transistor actuaría como un inversor. Si se necesita una señal de una compuerta en una categoría para ser alimentada, invertida, a otra compuerta de la misma categoría, sería necesario usar un transistor y una resistencia, de una manera similar a la controlada por voltaje. lógica anterior.

    
respondido por el supercat

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