Transistor en la puerta NOT

Puedes usar los interruptores. Si desea ver una computadora completa en funcionamiento que solo use relés (interruptores mecánicos que se pueden abrir y cerrar), consulte La computadora de relevo de Harry Porter .

Así que puedes usar interruptores regulares. Incluso podría operarlos manualmente, si quisiera "ser la computadora" por un tiempo. (Hice algo como esto, mucho antes, para aprender cómo funcionaban las computadoras. Decodifiqué cada instrucción yo mismo y luego ejecuté el programa alternando interruptores en pedazos de papel con un lápiz.) Calculadoras tempranas que usé incluso lo hizo usando levas y elevadores mecánicos, giratorios, etc.

Sin embargo, para obtener una gran cantidad de "estados" que operan muy rápido y con un tamaño relativamente pequeño y poca potencia, los transistores son la respuesta. Para que funcionen bien, debe tener una "cascada" de electrones que fluyan entre dos puntos de diferente voltaje, desde un punto alto a un punto bajo, para que una señal pueda fluir de izquierda a derecha a través de esa cascada. Sin eso, la señal no se mueve de izquierda a derecha.

Puedes elegir el voltaje diferente, siempre y cuando sea consistente con los transistores que estás usando. Tienen sus propios requisitos, por lo que debe cumplirlos.

Puede asignar muchos estados diferentes a voltajes ligeramente diferentes, de modo que un solo "cable" puede contener muchos estados diferentes. Y eso se ha hecho. Pero resulta que el solo hecho de tener dos estados (o tres, en ocasiones) funciona muy bien en la práctica y proporciona mucha inmunidad al ruido.

Echa un vistazo a la siguiente imagen:

LaesquinasuperiorizquierdaesunaregiónquesehareservadocomounresultadoválidodelapuertaNO.Cualquiervoltajede\$0\:\textrm{V}\$a\$1\:\textrm{V}\$seconvierte(invertido)avoltajequesegarantizaqueseade\$3\:\textrm{V}\$a\$5\:\textrm{V}\$.Laesquinainferiorderechaeslaregiónopuesta:elotroresultadoválidodelapuertaNO,dondecualquiervoltajede\$3\:\textrm{V}\$a\$5\:\textrm{V}\$seconvierte(invierte)aElvoltajequesegarantizaesde\$0\:\textrm{V}\$a\$1\:\textrm{V}\$.

Enelmedio,enlatabla,hayunatierradenadiedondepuedesvercurvas,yaquevaríandeunaregiónaotra.Enmedio,nopuedesestarsegurodelestado.Asíqueevitasesasregionesytemueveslomásrápidoposibledeunaregiónválidaaotra.Esascurvasallímuestrandiferenciasentrediferentestransistorescondiferentesnúmerosde"cargas" adjuntas (los receptores "observan" los valores). Es importante que las variaciones en el comportamiento del dispositivo y las variaciones en los accesorios del circuito sigan funcionando bien, independientemente, y configurando estos las reglas ayudan a garantizar que haya pocas posibilidades de confusión.

¿Cómo se puede suministrar la "entrada" con x voltios y la "salida" con y voltios?

Esta es en realidad una de las funciones útiles de un transistor: se puede configurar para usar una pequeña señal de un interruptor pequeño o de la salida de un microcontrolador para cambiar una carga mucho mayor que el interruptor original no pudo.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Figura 1. Un transistor utilizado como un simple amplificador de potencia.

... ¿cómo puedes tener 0 voltios en el cable que sale y 2.9 en el cable que viene?

Depende de la configuración. En la Figura 1, cuando el interruptor está cerrado (tirando de la entrada alta), el transistor se activará tirando de su colector hacia abajo. Esto es efectivamente un inversor.

Si estamos manipulando el voltaje para manipular si el transistor funciona como un interruptor abierto o como un interruptor cerrado, ¿por qué tener un transistor?

• Ganancia de potencia. (Vea la Figura 1 otra vez.)
• Cambio de nivel de voltaje. (por ejemplo, 3 V a 24 V.)
• Frecuencia de operación. El transistor puede conmutar a frecuencias mucho más altas que un contacto mecánico.
• No hay partes móviles en el transistor ni arcos. Deje que el interruptor mecánico maneje las corrientes de señal que no causarán un arco y permita que el transistor maneje las corrientes altas sin preocuparse por el arco eléctrico.