مدونة PC Iraq: تصميم البوابات المنطقية

البوابات المنطقية logic gates مثل AND NOR OR NOT NAND وغيرها, تدخل البوابات المنطقية في تصميم المعالجات CPU و الكثير من الدوائر الرقمية,
تعد البوابات (NOT NAND NOR) هي الاساس فمن خلال مزج هذه البوابات نستطيع الحصول على البوابات الاخرى و السبب لاستخدام هذه البوابات كاساس هي سهولة تصميمها,

اولا: بوابة NOT

لهذه البوابة ادخال واحد و اخراج واحد ايضا ,فعندما يكون الادخال صفر منطقي (قيمة قريبة من الصفر) فان الاخراج يكون واحد منطقي(حوالي خمسة فولط),أما عندما يكون الادخال واحد منطقي منطقي(حوالي خمسة فولط) فان الاخراج يكون صفر منطقي(قيمة قريبة من الصفر) .

الدائرة المستخدمة :

دائرة بوابة NOT

فعندما يكون الادخال حوالي خمسة فولط أو أقل (بحيث يجعل الترانزيستور يعمل في حالة الاشباع Saturation) فان الترانزيستور يعمل و كانه مفتاح مغلق فتكون قيمة ال Output مساوية لقيمة الارضي اي صفر .
أما عندما يكون الادخال أقل من 700 ملي فولط (بحيث يجعل الترانزيستور يعمل في حالة القطع Cutoff) فان الترانزيستور يعمل و كانه مفتاح مفتوح فتكون قيمة ال Output مساوية لقيمة المصدر المربوط مع مقاومة ال colllector أي تكون قيمة ال Output حوالي الخمسة فولط.
كما في هذه الصورة:

ثانيا بواية NAND :

لها اكثر من ادخال واحد(2 أو 3 او 4) ولها اخراج واحد , فاذا كانت احد الادخالات صفر فان الاخراج سيكون واحد (خمسة فولط),اما اذا كانت جميع الادخالات واحد فان الاخراج سيكون صفر

تستعمل هذه الدائرة من ترانزيستورات ال (CMOS) من اجل بناء هذه البوابة كما في الصورة

دائرة بوابة NAND

اذا كان الادخال واحد على ترانزيستور Q1 فانه سيكون كانه مفتاح مغلق, أما اذا كان الادخال صفر على ترانزيستور Q1 فانه سيكون كانه مفتاح مفتوح نفس الشيْ ل Q2 .

كما في الصورة

لعمل بوابة AND يضاف NOT على اخراج البوابة NAND.

ثالثا بوابة NOR:-

لها اكثر من ادخال واحد ولها اخراج واحد , فاذا كانت جميع الادخالات صفر فان الاخراج سيكون واحد (خمسة فولط),اما اذا كان احد الادخالات او اكثر واحد فان الاخراج يكون صفر
تستعمل هذه الدائرة من ترانزيستورات ال CMOS

دائرة بوابة NOR

ذا كان الادخال واحد على ترانزيستور Q1 فانه سيكون كانه مفتاح مغلق, أما اذا كان الادخال صفر على ترانزيستور Q1 فانه سيكون كانه مفتاح مفتوح , نفس الشيْ ل Q2 .

فائدة Q3 هو لمنع حدوث short بين VDD و الارضي عندما يكون Q1 أو Q2 مغلقين"الادخال واحد",
يمكن ان يعوض عن Q3 بمقاومة.