Логічний вентиль “AND”

Вивчаємо принцип роботи логічного вентиля “AND”, складаємо його з простих елементів та перевіряємо на практиці його таблицю істинності.

Обладнання та матеріали:

Компоненти Амперії:

Power supply unit

джерела струму(2 шт.)

Дослід можна провести й з одним блоком живлення, але для більшої наочності варто використати два — взявши додатковий блок з іншого набору.

NPN transistor

транзистори NPN-типу(2 шт.)

Для проведення демонстраційного досліду потрібно використати два транзистори, але оскільки в набір Amperia транзистор NPN-типу входить лише один — додатковий елемент можна використати з іншого набору.

Multimeter

мультиметр

wires

з’єднувальні провідники

Додаткове обладнання:

● резистори на 20 кОм (2 шт.)● резистор на 510 Ом

Переконуємося, що:

 цифрові (електронні) схеми — схеми, які обробляють цифрові сигнали. Для цифрових сигналів число дискретних станів два і вони представлені двома рівнями напруги: один біля опорного значення (зазвичай це "земля" або 0 В) — його, зазвичай, вважають логічним (чи булевим) нулем і значення поблизу напруги живлення, яке вважають логічною одиницею. Цифрові електронні схеми являють собою величезні збірки невеликої кількості стандартних логічних вентилів; логічний вентиль — базовий елемент цифрової схеми, що виконує елементарну логічну операцію, перетворюючи вхідні логічні сигнали у вихідний логічний сигнал. Одним зі стандартних логічних вентилів є вентиль “AND”; таблиця істинності для логічного вентиля “AND”:

    • Input A

    • Input B

    • Output A AND B

    • Input A

    • Input A

    • Input B

    • Input B

    • Output A AND B

    • Output A AND B

    • 0

    • 0

    • 0

    • Input A

    • 0

    • Input B

    • 0

    • Output A AND B

    • 0

    • 0

    • 1

    • 0

    • Input A

    • 0

    • Input B

    • 1

    • Output A AND B

    • 0

    • 1

    • 0

    • 0

    • Input A

    • 1

    • Input B

    • 0

    • Output A AND B

    • 0

    • 1

    • 1

    • 1

    • Input A

    • 1

    • Input B

    • 1

    • Output A AND B

    • 1

Хід досліду:

1. Беремо необхідне для проведення досліду обладнання.
2. Складаємо електричне коло за схемою:

circuit

3. Вмикаємо перший блок живлення, який приєднаний до баз транзисторів і який буде задавати вхідний сигнал. Також вмикаємо другий блок, який буде виконувати роль живлення нашої схеми, встановлюємо на цьому джерелі постійний струм з вихідною напругою 5 В. Вмикаємо мультиметр, який буде фіксувати різницю напруг на контактах резистора, візуалізуючи вихідний сигнал нашої схеми.4. Звертаємо увагу, що у випадку коли на базах обох транзисторів немає струму (обидва вхідні сигнали дорівнюють 0), мультиметр також не фіксує різниці напруг, отож на виході логічного вентиля також 0.5. Встановлюємо на першому блоці живлення вихідну напругу 5 В. Звертаємо увагу, що тепер, коли на базах обох транзисторів є струм, тобто обидва вхідні сигнали дорівнюють 1, мультиметр фіксує напругу близько 4 В, тобто на виході логічного вентиля є сигнал, що дорівнює 1.6. Знімемо провідник від першого транзистора з "+" клеми керуючого джерела живлення та приєднаємо до "-" клеми, подавши логічний нуль. Тепер на першому транзисторі вхідний сигнал дорівнює 0, а на другому — 1. Звертаємо увагу, що мультиметр фіксує незначну напругу лише у близько 100 мВ, отож на виході логічного вентиля сигнал дорівнює 0.7. Нарешті повторимо попередній крок з іншим транзистором. Переконуємося, що у цьому випадку, коли перший вхідний сигнал дорівнює 1, а другий — 0, на виході логічного вентиля сигнал також дорівнює 0.

Висновок:

Під час виконання досліду ми познайомились із логічним вентилем "AND", склали його з простих елементів, вивчили принцип його роботи та перевірили на практиці його таблицю істинності.