Логічний вентиль “AND”


Обладнання та матеріали:

Компоненти Амперії
Джерело струму (2 шт)
З’єднувальні
провідники
Додаткове обладнання
Резистор на 20 кОм (2 шт.)
Резистор на 510 Ом

Транзистор (npn-типу, 2 шт.)
Мультиметр

Переконуємося, що:

1
- 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.
2
- Логічний вентиль - базовий елемент цифрової схеми, що виконує елементарну логічну операцію, перетворюючи вхідні логічні сигнали у вихідний логічний сигнал. Одним із стандартних логічних вентилів є вентиль “AND”.
3
- Таблиця істинності для логічного вентиля “AND”.

Хід досліду:

1
1.  Беремо необхідне для проведення досліду обладнання.
2
2.  Складаємо електричне коло за схемою:
1
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.
2
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.
3
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.
4
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.
5
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:

1
Таким чином, 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.