ช่องว่างระหว่างความเข้าใจของทรานซิสเตอร์และการประยุกต์ใช้ในวงจรจริง

พวกเขาทำงานยังไง ฉันเรียนมัธยมปลายและมีวิชาอิเล็กทรอนิกส์เป็นวิชา ฉันสนใจที่จะเข้าใจสิ่งนี้และซื้ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในวิทยาลัยด้วย แต่ตอนนี้ดูเหมือนว่าจะเป็นความฝันที่ห่างไกลด้วยความเข้าใจที่อ่อนแอของฉันเกี่ยวกับ 'วิธีการทำงานของทรานซิสเตอร์' และ 'การใช้งานจริงในวงจร' ฉันได้อ่านมัคคุเทศก์ออนไลน์มากมายและหลังจากเสร็จพวกเขาฉันรู้สึกว่าฉันได้เรียนรู้เกือบทั้งหมดแล้ว แต่เมื่อฉันเริ่มศึกษาเกี่ยวกับประตู TTL NOT (IC 7404) และอีกสองสามคน (เช่น 7402, 7400) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่ง ของหลักสูตรและขึ้นอยู่กับการทำงานของทรานซิสเตอร์ฉันไม่ได้อะไรเลย! บางครั้งอีซีแอลถูกใช้เป็นอินพุทบางครั้งก็ใช้เป็นเอาท์พุตและฉันรู้สึกถึงประโยคบางส่วนในข้อความ (เกี่ยวกับการทำงานของไอซี) ขัดแย้งกับสิ่งที่ฉันเรียนรู้ในคู่มืออื่น ๆ ฉันรู้สึกว่ามี

ใครช่วยชี้ให้เห็นบทความบางอย่างที่จะเติมช่องว่างนี้และให้ความกระจ่างฉัน?

อัปเดต: ฉันต้องการเรียนรู้เกี่ยวกับการทำงานในวงจรแอปพลิเคชัน เกี่ยวกับ 'ความลึกของความเข้าใจ' ฉันรู้ว่าอิเลคตรอนและหลุมมีบทบาทอย่างไรในการทำงานของทรานซิสเตอร์

ซื้อหนังสือเล่มนี้ The Art of Electronics โดย Horowitz and Hill (รุ่นที่ 2)

ราคา $ 20 (ซึ่งเป็นการต่อรอง) อยู่ในนิวเดลีและพวกเขามีจำนวน หากคุณไม่สามารถจ่าย 1,050 รูปีได้เพื่อนหลายคนมาซื้อด้วยกันนี่เป็นหนังสือที่ดีที่สุดในเรื่องที่คุณจะได้พบ

• The Art of Electronics (Second Edition)
  (ISBN: 0521689171)
  Paul Horowitz, Winfield Hill
  Bookseller: BookVistas (นิวเดลี, เดล, อินเดีย)
  คะแนนผู้จำหน่ายหนังสือ:
  จำนวนที่มีอยู่:> 20

คำเตือน "มีโฆษณาเหล่านี้จำนวนมากในอินเดียโดยทั่วไปราคาเท่ากันหรือมากกว่าที่ฉันแนะนำและไม่เหมือนกันโปรดระวังนี่เป็นคู่มือสำหรับนักเรียนที่เกี่ยวข้องโดย Horowitz และ Hayes หากคุณสามารถซื้อได้ หนึ่งในจำนวนนี้ด้วยเหมือนกันไม่มาก แต่ได้รับหนังสือเรียนที่เหมาะสมก่อน. สำเนาสมุดงานที่นี่สำหรับ Rs484 รวมทั้งจัดส่งทางไปรษณีย์ในประเทศอินเดีย

คุณต้องการทฤษฎีว่าทรานซิสเตอร์ทำงานในระดับเซมิคอนดักเตอร์หรือไม่? หรือเพียงแค่แอปพลิเคชันที่ใช้งานได้จริง? หากเป็นอดีตฉันไม่มีอะไรจะแนะนำมากนัก ... มันเป็นสิ่งที่ซับซ้อนมากและอย่างน้อยก็ต้องมีความรู้เกี่ยวกับกลไกควอนตัมอย่างน้อยต้องเข้าใจ แต่ในแง่ของการใช้ทรานซิสเตอร์ฉันพบว่าหนังสือ Make: Electronics - Learn By Discovery มีการแนะนำที่ดี

http://www.makershed.com/product_p/9780596153748.htm

นอกเหนือจากนั้นฉันจะแบ่งปันจุดเหล่านี้จากประสบการณ์ของตัวเอง: คิดว่าทรานซิสเตอร์เป็นสวิตช์ที่ความต้านทานระหว่าง "ขา" สองอัน (สะสมและอิมิตเตอร์หรือท่อระบายน้ำและแหล่งที่มาในกรณีของ MOSFET) จะแตกต่างกันไปตามสัญญาณที่ใช้กับขาอีกข้างหนึ่ง (ฐานหรือประตูในกรณีของ MOSFET) ผู้คนพูดว่าทรานซิสเตอร์ "ขยาย" สัญญาณและนั่นทำให้เข้าใจผิดได้ง่ายสำหรับบางคน พวกเขาขยายสัญญาณไปยังฐาน / เกตในแง่ที่ว่าฐาน / เกตควบคุมกระแสไหลผ่านขาอีกสองขา แต่จะต้องมีการจ่ายพลังงานจากที่ใดที่หนึ่งในตอนแรก นั่นคือพวกเขาไม่ได้ผลิตกระแสไฟฟ้า (หรือแรงดันไฟฟ้า) อย่างน่าอัศจรรย์

Soooo ... ถ้าคุณมีตัวอย่างเช่นแหล่งจ่ายไฟ 12VDC ที่มีตะกั่วจากแหล่งจ่ายไฟไปยังตัวเก็บรวบรวมทรานซิสเตอร์แล้วนำจากตัวปล่อยประจุไปยังโหลดแล้วลงกราวด์ ... สัญญาณขนาดเล็กลง (ที่, พูด, 5VDC) ควบคุมกระแสกับโหลด ดังนั้นในแง่หนึ่งคุณสามารถพูดได้ว่ามีการขยายสัญญาณขนาดเล็กลง

ในบางครั้งคุณไม่ได้สนใจเรื่อง "การขยาย" คุณเพียงต้องการให้มีการเปิดหรือปิดบางสิ่งบางอย่างเพื่อให้คุณสามารถใช้ตรรกะแบบไบนารี ดังนั้นถ้าคุณคิดว่า "off" เป็นไบนารี่ "0" (หรือ "false") และ "on" เป็นไบนารี่ "1" (หรือ "จริง") คุณสามารถหาวิธีที่ทรานซิสเตอร์สามารถนำบิตดิจิตอลใด ๆ .

เมื่อคุณเริ่มพูดคุยเกี่ยวกับไอซีเช่น 7400, 7402, 7404 เป็นต้นคิดว่ามันเป็นเพียงแค่ชุดรวมของทรานซิสเตอร์ที่ทำแพ็กเกจไว้ล่วงหน้าซึ่งใช้ตรรกะบางบิตซึ่งคุณสามารถใช้เป็นแบบเอกสารสำเร็จรูปแบบแยกส่วนได้ คุณสามารถวางสายเกท NAND ได้ด้วยมือกับทรานซิสเตอร์สองสามตัว แต่การใช้เกท NAND ซีรีย์ 7400 นั้นง่ายกว่าเพราะมันถูกสร้างขึ้นเพื่อจุดประสงค์นั้น ไอซีที่ซับซ้อนมากขึ้นอย่างต่อเนื่องมีทรานซิสเตอร์มากขึ้นเพื่อใช้ฟังก์ชั่นที่ซับซ้อนมากขึ้น

Transisters เมื่อใช้ในวงจรดิจิตอลทำงานเป็นสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ และด้วยสวิตช์เราสามารถสร้างประตูตรรกะได้

ลองดูแผนภาพต่อไปนี้:

ถ้าเราเรียก+ V _DD "ON" และกราวด์ / 0 "OFF" จากนั้นเมื่อปิดสวิตช์เอาต์พุตจะปิด และเมื่อสวิตช์เปิดอยู่เอาต์พุตจะเป็น ON ถ้า (เหมือนกับทรานซิสเตอร์อย่างที่เราเห็นในนาที) เราเรียกสวิตช์เปิดแล้ววงจรนี้เป็นอินเวอร์เตอร์: เมื่ออินพุทเป็น ON เอาต์พุตจะปิดและในทางกลับกัน

หากเราเพิ่มอินพุตที่สองในซีรีส์ตอนนี้เรามีเกท NAND:

เนื่องจากเป็นที่ทราบกันดีว่าวงจรตรรกะทั้งหมดสามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้ประตู NAND เท่านั้นตอนนี้เราจึงมีความสามารถในการสร้างวงจรตรรกะใด ๆ

นี่คือลักษณะของวงจรสมมูลที่ดูเหมือนว่าใช้ทรานซิสเตอร์:

ข้อเท็จจริงที่ว่าคอมพิวเตอร์ไม่ต้องการอะไรมากไปกว่าสวิตช์ธรรมดาที่อธิบายว่าคอมพิวเตอร์มีอยู่ก่อนทรานซิสเตอร์ได้อย่างไรพวกมันสามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้หลอดสุญญากาศหรือรีเลย์หรือแม้กระทั่งสวิตช์ทางกายภาพปกติ

ในความเป็นจริงคุณสามารถสร้างคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานได้จากการจับกลุ่มหรือคนแคระ ;)

KPL ฉันเข้าใจความคับข้องใจของคุณอย่างสมบูรณ์ ดูเหมือนว่าปัญหาที่คุณพบคือคำถามว่าเกิดอะไรขึ้นภายในวัสดุของทรานซิสเตอร์เอง โปรดจำไว้ว่าทรานซิสเตอร์เพียงตัวเดียวเป็นเพียงสวิตช์ที่เปิดและปิดเพื่อตอบสนองต่อแรงดันไฟฟ้าที่มีต่ออินพุต "สาม" แรงดันไฟฟ้าที่นั่นทำให้สวิตช์ปิด การขาดแรงดันไฟฟ้าทำให้สวิตช์เปิดขึ้น นอกจากนี้ยังมีทรานซิสเตอร์ที่ปิดตามปกติและจะเปิดเฉพาะเมื่อมีแรงดันไฟฟ้า - นั่นคือประตูไม่ได้ ประตูอื่น ๆ ทั้งหมด (AND, OR ฯลฯ ) สร้างขึ้นจากทรานซิสเตอร์หลายตัว ฉันสงสัยว่าคำตอบนี้ง่ายเกินไป แต่ไม่เห็นว่าคุณกำลังศึกษาอะไรฉันเริ่มใกล้ด้านล่าง คุณสามารถแก้ไขคำถามของคุณเพื่อ จำกัด ขอบเขตที่ทำให้เกิดความสับสนและเราจะดูว่าเราสามารถระบุได้มากกว่านั้นโดยตรง

นอกจากนี้สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่ามีสองประเภท (NPN และ PNP) ที่ทำงานแตกต่างกัน แยกความแตกต่างระหว่างคนทั้งสองกับตัวเองให้ตรงและอาจช่วยได้มาก

แม้ว่าพวกเขาจะดูเรียบง่ายและเป็นหน่วยการสร้างพื้นฐานสำหรับวงจรอิเล็กทรอนิกส์เกือบทุกทฤษฎีและการใช้ทรานซิสเตอร์สามารถซับซ้อนมาก
อย่างไรก็ตามเมื่อคุณได้รับกฎพื้นฐานไม่กี่ข้อคุณสามารถลืมจุดที่ดีกว่าสำหรับวงจรส่วนใหญ่
ฉันขอแนะนำให้คุณคว้า " The Art of Electronics " (ค่อนข้างเก่า แต่คลาสสิก) และทำงานอย่างช้า ๆ ในสองสามบทแรกซึ่งอุทิศให้กับทฤษฎีทรานซิสเตอร์ประเภทต่างๆของทรานซิสเตอร์และการใช้งานของพวกเขา มันเขียนได้ดีมากและให้ตัวอย่างที่ดีมากมาย
มีสิ่งต่าง ๆ มากมายบนเว็บโปรดทราบว่าสิ่งที่ดีมีมากมายไม่ดีนัก เมื่อคุณเริ่มต้นสิ่งที่ดีคือการมีความมั่นใจว่าคุณสามารถไว้วางใจสิ่งที่คุณกำลังอ่าน
ของเนื้อหาออนไลน์All About Circuitsดูค่อนข้างดีจากจำนวนเล็กน้อยที่ฉันได้เห็น
ฉันขอแนะนำให้คุณหาหนังสือดีๆสักเล่มมาให้ด้วยตัวคุณเองเช่น breadboard / stripboard, ทรานซิสเตอร์ NPN / PNP บางตัวและเริ่มทำการทดลอง
SPICE สามารถใช้ในการจำลองวงจรLTSpiceเป็นเครื่องมือฟรีที่ดี แม้ว่าจะใช้ความพยายามอย่างมากในการพยายามทำตามทฤษฎีด้วยตนเองและสร้างวงจรขึ้นมา

ฉันคิดว่าคุณไม่ได้พยายามเรียนรู้แนวคิดตรรกะดิจิทัลและวงจรทรานซิสเตอร์ในเวลาเดียวกัน เมื่อคุณเรียนรู้แยกกันแล้วมันจะมีประโยชน์มากที่สุดที่จะรู้ว่าสัญญาณดิจิตอลที่ '0' หรือ '1' นั้นทำได้โดยทรานซิสเตอร์สองตัวที่ทำหน้าที่ประสานงานเช่นในกรณีที่ "เปิด" อีกตัวหนึ่งเป็น "ปิด" สิ่งนี้จะช่วยให้เอาต์พุตเป็น "ขับเคลื่อนด้วย" แหล่งจ่ายไฟ 5V เมื่อทรานซิสเตอร์ด้านบนเปิด "เปิด" ในขณะที่ทรานซิสเตอร์ด้านล่างปิดการทำงานหรืออนุญาตให้เอาท์พุท "ดึง" ลงกราวด์โดยทรานซิสเตอร์ด้านล่างในกรณีตรงกันข้าม ส่วนที่ซับซ้อนมากขึ้นของวงจรเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าทรานซิสเตอร์เอาท์พุทจะเปิดและปิดเร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้โดยไม่ทับซ้อนเวลา "เปิด" หรือ "ปิด"

หากคุณมีการเข้าถึงชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์บางชนิดและอุปกรณ์การทดสอบขั้นพื้นฐานฉันจะแนะนำการสร้าง '04 วงจรบนหน้าสี่แผ่นข้อมูลนี้http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74ls04.pdf นี่คือคำอธิบายเพิ่มเติมตามวงจร '04 จากหน้าข้างบน

ทรานซิสเตอร์เดี่ยวที่อยู่ตรงกลางของวงจรที่ป้อนวงจรเอาท์พุททรานซิสเตอร์ทั้งสองใช้เพื่อให้แน่ใจว่าทรานซิสเตอร์เอาท์พุทสองตัวนั้นเปิดหรือปิดอยู่ตรงข้ามกันเสมอ เมื่อทรานซิสเตอร์กลางปิดการทำงานเอาท์พุททรานซิสเตอร์ด้านล่างจะถูกปิดในขณะที่สวิตช์เปิดด้านบนจะส่งผลให้เอาต์พุตของตรรกะ '1' ตรงกันข้ามเกิดขึ้นเมื่อทรานซิสเตอร์กลาง "เปิด" แต่มันยากกว่านิดหน่อยที่จะดูว่าทำไม โดยพื้นฐานแล้วเมื่อทรานซิสเตอร์กลางเป็น "เปิด" ทั้งสองฐานเอาท์พุททรานซิสเตอร์จะเชื่อมต่อเข้าด้วยกันและอยู่ในระดับสูงพอที่จะเปิดทรานซิสเตอร์ด้านล่าง แต่ไม่สูงพอที่จะเปิดด้านบนเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าพิเศษ ลดลงในไดโอดเอาท์พุทและทรานซิสเตอร์ด้านล่าง ผลลัพธ์จะอยู่ที่ตรรกะ '0'

ส่วนที่ยากที่สุดของวงจรคือทรานซิสเตอร์อินพุทซึ่งคุณอธิบายว่า "บางครั้งอิมิเตอร์ที่ใช้เป็นอินพุต" ในกรณีนี้หากไม่มีสิ่งใดเชื่อมต่อกับอินพุต (หรือถ้าใช้ 5V กับอินพุต) ทรานซิสเตอร์อินพุตจะเป็น "ปิด" และโหนดทรานซิสเตอร์อินพุตทั้งหมดจะอยู่ที่ระดับ VCC (5v) ทำให้เกิดทรานซิสเตอร์กลาง เพื่อเปิด "on" ทรานซิสเตอร์ด้านบนเพื่อปิด "" และทรานซิสเตอร์ด้านล่างเพื่อเปิด "เปิด" ส่งผลให้เอาต์พุตมีเส้นทางอิมพีแดนซ์ต่ำไปยังพื้นดินหรือระดับตรรกะ '0'

หากอินพุตเชื่อมต่อกับกราวด์ทรานซิสเตอร์อินพุตจะเปิด "เปิด" เพราะกระแสผ่านตัวต้านทาน 4k ที่เชื่อมต่อกับฐาน สิ่งนี้จะดึงฐานของทรานซิสเตอร์กลางลงสู่พื้นทำให้ทรานซิสเตอร์กลางเปลี่ยนเป็น "ปิด" ทรานซิสเตอร์บนสุดจะเปิด "เปิด" และทรานซิสเตอร์ด้านล่างเพื่อปิด "ปิด" ทำให้เอาต์พุตมีเส้นทางอิมพีแดนซ์ต่ำถึง VCC หรือระดับตรรกะ '1'