Creando una puerta lógica

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Background

He llegado a un dilema en mi proyecto personal en el que necesitaré diseñar un circuito como el siguiente:

Lalógicatienesentidoparamí,perodescubríquenoestoysegurodecuálseríalamejorformadeimplementarunapuertaenmiscircuitos.

TomemoslaspuertasNOTporejemplo;PenséquehacerunapuertaNOimplicaríaunsolotransistor:

Sin embargo, leí un artículo que critica este enfoque, diciendo que es burdo. En su lugar, ofrece esta cosa loca:

Elartículodiceque"maximiza la ganancia de voltaje", pero no explica qué tan bien. El artículo también explica cómo funciona el circuito, que admito que es inteligente, pero no veo la ventaja de esto sobre el método del transistor único. El circuito anterior también parece una exageración. ¿El método de transistor único no es más que un ejercicio académico?

La pregunta real

¿Cuál es una forma real y práctica de implementar una pequeña lógica en los circuitos? En el caso de la puerta NOT, tengo el enfoque de transistor único, transistor múltiple e IC. Sin embargo, los inversores de circuito integrado se venden solo en arreglos (que puedo encontrar), por lo que esto también me parece una exageración.

Para mí, el enfoque más pragmático es el transistor único, pero no estoy seguro de que esto sea una suposición correcta.

    
pregunta Nick Williams

3 respuestas

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Primero que nada, no creas todo lo que lees, el único transistor puede ser crudo, pero funciona. Donde cae es que su conmutación no es particularmente rápida o útil cuando se trata de diseñar circuitos integrados. El 'circuito de reemplazo' es la base de una puerta lógica ttl. (Serie 7400) que posteriormente ha sido reemplazado por un circuito CMOS que en algún momento en el futuro será reemplazado por otra cosa.

Si todo lo que desea es una simple (NO) compuerta NO, entonces el único transistor podría ser el camino a seguir. Todo depende de los requisitos de su circuito (velocidad, rango de voltaje, niveles lógicos, etc.)

Los principales problemas son;

(1) fanout : cuánta corriente puede tomar de la salida sin reducir demasiado el voltaje de salida.

(2) Tolerancia de nivel lógico (margen de ruido): qué valor de voltaje constituye un '1' o un '0'. En un circuito de un transistor, cualquier cosa por encima de 0,6 V se vería como un '1'. La saturación del transistor puede ser de 0,3 V, por lo que no deja mucho margen de error.

    
respondido por el JIm Dearden
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Suponiendo que se refiere a las puertas del circuito que muestra: la mejor manera de implementarlas es omitirlas.

Opción 1: conecte el Dout directamente a la puerta del mosfet e invierta la lógica dentro del resto del circuito (suponiendo que sea un microcontrolador). Para "deshabilitar" la salida, ponga la puerta baja.

Opción 2: una vez más, asumiendo que está manejando el bus desde un microcontrolador, simplemente conecte el pin directamente al bus, no necesita FET, y cambie el pin entre low (para una salida baja) y high (para una salida alta o desactivada ).

La mejor solución usa 0 componentes ....

    
respondido por el Wouter van Ooijen
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Los inversores están disponibles en partes de una sola puerta. Los números de pieza a menudo contienen "1G04", como en SN74AHC1G04 . Los 1G04 están disponibles en varias familias lógicas, incluidas AHC, AUC y LVC. Para los niveles de TTL en lugar de los niveles de CMOS, creo que quieres un AHCT1G04. También hay 1G06 para un solo inversor con salida de drenaje abierto, y 1G14 para un solo inversor con entrada de gatillo Schmitt.

En general, una compuerta IC será más barata, más pequeña y más rápida que la solución discreta de transistor / resistencia. Los parámetros de rendimiento estarán garantizados por la hoja de datos con mucho menos trabajo de diseño / análisis requerido por el usuario.

Algunos casos en los que es posible que desee utilizar la implementación discreta:

  • Necesitas tener el control de la resistencia de pull-up
  • Debe obtener o sumir corrientes muy altas (más que los 5-24 mA que ofrecen las piezas estándar).
respondido por el The Photon

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