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A Gatter ist eine grundlegende Komponente der digitalen Elektronik. Gate-Schaltkreise werden aus Transistorschaltern aufgebaut, die entweder EIN oder AUS sind. Es gibt insgesamt 16 verschiedene Arten von Toren.
Eine der einfachsten aller Gatterschaltungen - ein NOT-Gatter - nimmt einfach einen Eingang, der entweder EIN oder AUS sein kann und wandelt ihn in einen Ausgang um, der das Gegenteil des Eingangs ist. Mit anderen Worten, wenn der Eingang eingeschaltet ist, ist der Ausgang ausgeschaltet. Wenn der Eingang ausgeschaltet ist, ist der Ausgang eingeschaltet.
So funktioniert die Schaltung:
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Der Eingang wird von einem einpoligen Schalter gesteuert. Wenn der Schalter geschlossen ist, ist der Eingang eingeschaltet. Wenn der Schalter geöffnet ist, ist der Eingang ausgeschaltet.
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Die Eingabe wird durch die R1 und LED1 gesendet, um den Transistor vorzuspannen. Wenn der Eingang eingeschaltet ist, leuchtet die LED1 auf und der Transistor wird eingeschaltet, wodurch der Kollektor-Emitter-Pfad leitend wird. Wenn der Eingang ausgeschaltet ist, ist die LED2 dunkel, der Transistor wird ausgeschaltet und es fließt kein Strom durch den Kollektor.
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Die LED2 wird direkt zwischen die +6 V-Spannungsversorgung und Masse geschaltet. Dies geschieht natürlich über einen Strombegrenzungswiderstand, damit sich die LED nicht selbst verbrennen kann.
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Die Anode der LED2 ist mit dem Kollektor des Transistors verbunden.
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Wenn der Transistor ausgeschaltet ist, fließt Strom durch R2 und LED2 und die LED leuchtet auf und zeigt einen EIN-Ausgang an. Wenn der Transistor jedoch einschaltet, wird ein Kurzschluss durch den Kollektor und den Emitter des Transistors erzeugt. Dies bewirkt, dass der Strom die LED2 umgeht, so dass die LED dunkel wird, um eine AUS-Ausgabebedingung anzuzeigen.
In Projekt 6-2 wird gezeigt, wie Sie die NICHT-Gate-Schaltung mit einem Transistor auf einem lötfreien Steckbrett aufbauen.
Wenn Sie dieses Projekt abgeschlossen haben, sollten Sie mit großer Freude feiern, dass Sie Ihre erste digitale Logikschaltung aufgebaut haben.
Wenn Sie etwas experimentieren möchten, finden Sie hier einige Vorschläge:
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Versuchen Sie, R2 durch größere Widerstände wie 10 kΩ und 22 kΩ zu ersetzen, oder setzen Sie ein 100 kΩ-Potentiometer in Reihe mit R2 ein. Welchen Einfluss hat der erhöhte Widerstand auf die Helligkeit der beiden LEDs?
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Messen Sie den Basisstrom und den Kollektorstrom.
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Um den Basisstrom zu messen, entfernen Sie das R2-Kabel in Bohrung F1 und berühren Sie Ihre Multimeter-Sonden mit der entfernten Elektrode und der 2X-Klemme am Schalter.
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Um den Kollektorstrom zu messen, entfernen Sie die R1-Ader an J15 und berühren Sie die Multimeter-Sonden mit der entfernten Elektrode und der LED1-Anode.
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