La 'brecha' entre la comprensión de los transistores y su aplicación en circuitos reales

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Costó $ US20 (que es una ganga). Está en Nueva Delhi y tienen varios. Si no puedes permitirte el Rupia 1050, consigue que varios amigos lo compren juntos. Este es el mejor libro sobre el tema que encontrarás.

• El arte de la electrónica (Segunda edición)
  (ISBN: 0521689171)
  Paul Horowitz, Winfield Hill
  Librería: BookVistas (Nueva Delhi, DEL, India)
  Valoración de la librería: Cantidad disponible: > 20

ADVERTENCIA "Hay muchos de estos también se publicitan en la India. Cuestan típicamente el mismo o más de lo que recomendé y no son lo mismo. Tenga el debido cuidado. Este es el manual para estudiantes asociado de Horowitz y Hayes. Si puede permitirse comprar uno de estos ASÍ BIEN , pero primero obtenga el libro de texto adecuado. Copia del libro de trabajo aquí para Rs484 incluido el franqueo en la India.

¿Quieres una teoría de cómo funcionan los transistores a nivel de semiconductores? ¿O simplemente cosas de aplicación práctica? Si es lo primero, no tengo mucho que recomendar allí ... es algo terriblemente complicado, y supuestamente requiere al menos algo de conocimiento de Mecánica Cuántica para comprenderlo completamente. Pero en términos de simplemente usar transistores, encontré que el libro Make: Electronics - Learn By Discovery tiene una buena introducción.

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Más allá de eso, solo compartiré estos puntos desde mi propia experiencia: Pienso en un transistor como un interruptor, donde la resistencia entre dos de las "patas" (colector y emisor, O drena y fuente en el caso de un MOSFET) se puede variar según una señal aplicada a la otra pierna (base, puerta O en el caso de un MOSFET). La gente dice que los transistores "amplifican" una señal, y eso es engañoso para la comprensión intuitiva de algunas personas. Amplifican la señal a la base / compuerta en el sentido de que la base / compuerta controla la corriente que fluye a través de las otras dos patas, pero tiene que haber energía suministrada desde algún lugar en primer lugar. Es decir, no fabrican mágicamente la corriente (o el voltaje).

Soooo ... si tiene, por ejemplo, una fuente de alimentación de 12 VCC, con un cable que va de la fuente de alimentación, al colector de un transistor, y luego un cable del emisor a una carga, y luego a tierra ... una señal más pequeña (a, por ejemplo, 5VDC) controla la corriente a la carga. Entonces, en cierto sentido, puedes decir que esa señal más pequeña se ha amplificado.

En otras ocasiones, realmente no te importa ningún sentido de "amplificación". Solo desea que algo se encienda o apague, para que pueda implementar la lógica binaria. Entonces, si piensa en "off" como un "0" binario (o "false") y en "1" (o "true" binario) puede descubrir cómo los transistores pueden implementar cualquier bit arbitrario de lógica digital. .

Cuando comience a hablar de circuitos integrados como el 7400, 7402, 7404, etc., piense en ellos como paquetes precargados de transistores que implementan un poco de lógica en particular, que puede usar como un bloque de construcción modular. Podría cablear una puerta NAND, por ejemplo, a mano con un par de transistores. Pero usar una compuerta NAND de la serie 7400 es más simple porque ya está construido para ese propósito. Los circuitos integrados cada vez más sofisticados cuentan con más y más transistores para implementar funciones más complejas.

Los transistores, cuando se utilizan en circuitos digitales, funcionan como interruptores electrónicos. Y con los interruptores, podemos crear puertas lógicas.

Eche un vistazo al siguiente diagrama:

Sillamamos+V_DD"ON" y tierra / 0 "OFF", cuando el interruptor está cerrado, la salida está en OFF; y cuando el interruptor está abierto, la salida está en ON. Si (como con los transistores, como veremos en un minuto) llamamos a un interruptor cerrado en ON, entonces este circuito es un inversor: cuando la entrada está en ON, la salida está en OFF, y viceversa.

Si agregamos una segunda entrada en serie, ahora tenemos una puerta NAND:

Comoesbiensabidoque todos los circuitos lógicos pueden construirse usando solo puertas NAND , ahora tenemos la capacidad de construir cualquier circuito lógico.

Aquí es cómo se verían los circuitos equivalentes utilizando transistores:

El hecho de que las computadoras esencialmente no requieren nada más que simples interruptores explica cómo existían antes de los transistores : se puede construir utilizando tubos de vacío , o relés , o incluso interruptores físicos normales.

De hecho, incluso puede construir una computadora que funcione con redstone o dwarves ;)

KPL, entiendo completamente tu frustración. Parece que el problema con el que se encuentra es la cuestión de qué ocurre dentro del material del transistor. Recuerde que un solo transistor es simplemente un interruptor que se enciende y apaga en respuesta a la presencia de voltaje en su "tercera" entrada. Un voltaje allí hace que el interruptor se cierre. La falta de voltaje hace que el interruptor se abra. También hay un transistor que normalmente está cerrado y solo se abre cuando hay un voltaje presente, eso es una puerta NO. Todas las demás compuertas (AND, OR, etc.) están formadas por múltiples transistores. Me disculpo si esta respuesta es demasiado simplista, pero sin ver lo que estás estudiando, empecé casi al final. Puede revisar su pregunta para restringir el área que es confusa y veremos si podemos abordar eso más directamente.

Además, es vital entender que hay dos tipos (NPN y PNP) que se comportan de manera diferente. Enderezar la diferencia entre los dos y eso podría ayudar mucho.

Aunque parecen simples, y son el componente básico para casi todos los circuitos electrónicos, la teoría y el uso de los transistores pueden ser bastante complejos. Sin embargo, una vez que aprendas algunas reglas básicas, puedes olvidarte de los puntos más finos para la mayoría de los circuitos.
Le aconsejaría que capture " The Art of Electronics " (es bastante antiguo pero clásico) y funciona a la última hora de la tienda. Teoría del transistor, diferentes tipos de transistores y sus aplicaciones. Está muy bien escrito y da muchos buenos ejemplos.
Hay un montón de cosas en la web, ten en cuenta que junto con las cosas buenas hay muchas cosas no tan buenas. Cuando empiezas, es bueno tener confianza en que puedes confiar en lo que estás leyendo.
Del material en línea All About Circuits se ve bastante bien desde la pequeña cantidad que he visto.
Sin embargo, te recomendaría que consigas algunos buenos libros, una tabla de pruebas, algunos transistores NPN / PNP y comiences a experimentar.
SPICE se puede utilizar para simular circuitos, LTSpice es una buena herramienta gratuita. Sin embargo, ten cuidado de confiar mucho en ello, intenta elaborar la teoría y construir los circuitos.

Supongo que no intenta aprender los conceptos de lógica digital y los circuitos de transistores al mismo tiempo. Una vez que haya aprendido cada uno por separado, es muy útil saber que una salida digital de '0' o '1' se logra mediante dos transistores que actúan de manera coordinada, como cuando uno está "encendido" y el otro está "apagado". Esto permite que la salida sea "impulsada por" la fuente de alimentación de 5 V cuando el transistor superior está "encendido" mientras que el transistor inferior está "apagado", o permite que la salida se "arrastre" a tierra por el transistor inferior en el caso opuesto. La parte más compleja del circuito es necesaria para asegurarse de que los transistores de salida estén encendidos y apagados lo más rápido posible sin que se superpongan sus tiempos de "encendido" o "apagado".

Si tiene acceso a algunos componentes electrónicos y equipos de prueba básicos, recomendaría construir el circuito '04 en la página cuatro de esta hoja de datos enlace . Aquí hay una explicación adicional basada en el circuito '04 de la página anterior.

El transistor único en el medio del circuito que alimenta la etapa de salida de dos transistores se utiliza para asegurarse de que los dos transistores de salida siempre estén encendidos o apagados uno frente al otro. Cuando el transistor central está "apagado", el transistor de salida inferior se "apaga", mientras que el de arriba está "encendido", lo que da como resultado una salida lógica "1". Ocurre lo contrario cuando el transistor central está "encendido", pero es un poco más difícil ver por qué. Esencialmente, cuando el transistor central está "encendido", las dos bases de los transistores de salida están conectadas entre sí y se encuentran en un nivel lo suficientemente alto para encender el transistor inferior, pero no lo suficientemente alto para encender el superior, debido a la tensión adicional Cae en el diodo de salida y el transistor inferior. La salida está entonces en un '0' lógico.

La parte más complicada del circuito es el transistor de entrada que describió como "A veces, el emisor se usa como entrada". En este caso, si no hay nada conectado a la entrada (o si se aplican 5V a la entrada), el transistor de entrada estará "apagado" y todo el nodo del transistor de entrada estará en el nivel VCC (5v), lo que provocará que el transistor central para "encender", el transistor superior para "apagar" y el transistor inferior para "encender", lo que hace que la salida tenga una ruta de baja impedancia a tierra o un nivel lógico '0'.

Si la entrada está conectada a tierra, el transistor de entrada se activará porque la corriente a través de la resistencia 4k está conectada a su base. Esto empuja la base del transistor central a tierra, lo que hace que el transistor central se "apague", el transistor superior se "encienda" y el transistor inferior se "apague" y la salida tenga una ruta de baja impedancia a VCC o nivel lógico '1'.