Bramka AND

[Merki_1988]

W Oślej Łączce pokazany jest prymitywny schemat zastępczy bramki AND (załącznik)...złożyłem go jednak i nie do końca działa ona tak jak jest napisane (już na papierze mi cos śmierdziało)... z góry zaznaczam, że użyłem części innych elementów a mianowicie:

Brakuje mi obecnie osobnych diod przewodzących (nie LED) więc wykorzystałem mostek prostowniczy mocy (domyslam się, że spadek na takiej pojeynczej diodzie z racji tego ze to dioda wiekszej mocy jest mniejszy ale chyba nie na tyle, żeby zaburzać działanie ukłądu?)...dodatkowo nie mam rezystorów i wszystkie 1k zastąpiłem równolegle połączonymi 3,9k...rezystor 22k równiez jest połączonymi równolegle dwoma 47k...dioda LED zwykła, tranzystor BC548, zasilanie 9V z bateryjki.

Jednak już na papierze coś mi nie gra. W stanie gdy oba przyciski sa otwarte, prąd popłynie przez obie diody ale nie przez tranzystor. Potwierdza to praktyka. Z kolei "cuda" się dzieją gdy zapale jeden przycisk-dioda się zapala i świeci. Obojętnie który przycisk załącze dioda świeci, także wtedy, gdy oba są włączone. Ale na moje chłopskie oko, wciskając przycisk zwieramy przepływ prądu czyli nie powinien on płynąc ani przez diody ani przez tranzystor. A wydaje się, że tak jest (prąd tam płynie) w praktyce. Powinien chyba płynąć przez przycisk i rezystor 1k do masy no nie?

Nie mam obecnie drugiej wolnej bateryjki, żeby móc pomierzyć napięcia w układzie (być może to by mi rozjaśniło sprawe) a czekać do jutra też nie chce ;p czy ktoś mógłby mi to wytłumaczyć?

[matrix]

zobacz co napisałeś, a co podpisane jest na obrazku?

W Oślej Łączce pokaznay jest prymitywny schemat zastępczy bramki NAND

a obrazek ma podpis BRAMKA AND. chyba drobna różnica?

[Jony130]

Jak ja ten układ budowałem we wrześniu 2001 to działa beż zarzutu.
Wciśnięcie obydwu przycisków załącza tranzystor i diodę LED.
I prąd bazy dostarczany jest do bazy przez rezystor 22K.

[Merki_1988]

matrix:Drobna pomyłka owszem, ale chodzi oczywiście o bramke AND, zaraz zedytuje mój post.

Jony130: więc chyba musze poczekać do jutra/zakupić nowe elementy i posprawdzać czy napewno wsio podłączyłem dobrze przy świetle dziennym

[Jony130]

Wartości elementów nie są krytyczne.
Byle tylko R1 i R2 była przynajmniej 15 razy mniejsze od 22K. Czy jaki tam rezystor dasz.
A sprawdzi jak zachowa się układ po dodaniu jeszcze jednej diody LED.

[Merki_1988]

To 15 razy mniejsza to dokładna krytyczna wartość? Bo u mnie będzie ona troszke mniejsza

Dołożyłem drugą taką samą, nic sie nie zmieniło. Dalej przy otwartych przyciskach nic nie świeci, a załączenie jakiegokolwiek przycisku lub obu naraz powoduje świecenie diod.

[Jony130]

To 15 razy mniejsza to dokładna krytyczna wartość? Bo u mnie będzie ona troszke mniejsza

Jak dałeś drugą diodę szeregowo ze starą, to kryterium znacznie zmalało.
Ale widać że problem leży w mostku, albo diody podłączyłeś przez jeden rezystor do masy.

[Luminofor]

Gdy oba przyciski są otwarte, to napięcie na katodach diod jest na potencjale masy, stąd diody są w stanie przewodzenia bo na anodzie jest wyższy potencjał niż na katodzie. Prąd płynie tak: przez rezystor 22k, diody (prąd jest leniwy i wybiera łatwiejszą drogą, a diody w stanie przewodzenia to prawie zwarcie), potem R1 i R2 do masy. Prąd bazy nie płynie więc tranzystor jest zamknięty, LED nie świeci.

Gdy naciśniemy jeden przycisk (obojętnie który) to i tak jedna dioda podbiera prąd bazy tranzystorowi i znowu tranzystor pozostaje zamknięty.

Gdy naciśniemy oba przyciski to katody diod są na potencjale zasilania, stąd katoda ma wyższy potencjał niż anoda, diody nie przewodzą. Prąd idzie tak: przez rezystor 22k, przez diody nie bo to przerwa, więc na tranzystor (płynie prąd bazy który otwiera tranzystor) i LED świeci.

Analogia do funktora logicznego AND jest taka, że wszystkie argumenty (tutaj: przyciski) muszą być prawdziwe (tutaj: wciśnięte), aby na wyjściu układu było 1 (tutaj: zapaliła się LED).

Pozdrawiam.

[Kulpina]

Pytanie - W jaki sposób podłączyłeś ten mostek prostowniczy?

[Merki_1988]

Hmm luminofor rzeczywiscie masz racje przycisk owszem stanowi zwarcie, gdy jest załączony i na rezystorze 22k też jest maleński spadek napięcia (co mnie zmyliło, że tranzystor nie będzie wysterowany)...ale cała reszta napiecia odłoży się na rezystorach 1k, które są podłączone (przez nieprzewodzące wtedy diody) do bazy tranzystora co niemal napewno go otworzy (zależy ile np. diod wpakuje szeregowo i czy starczy napięcia dla nich)...Rezczywiście układ tak powinien działać jak napisałeś...ale i tak nie działa u mnie ;p

Kulpina: właśnie miałem zapytać czy aby napewno dobrze podłączyłem ten mostek..a więc + mostka to wspólna katoda dla obu diod (stą rezystory te 1k są ze sobą również połączone równolegle), zaś oba ~ stanowią anody (które są połączone z bazą tranzystora oraz rezystor 22k)...ale teraz jak się temu przyglądam, widzę że chyba zrobiłem tu błąd czym odciągnąłem was niepotrzebnie od zajęć ;/ przecież spokojnie moge wykorzystać druga diodę prostownika i nie zwierać katod ze sobą, poprawie to zaraz

[Jony130]

luminofor ładny opis, jeszcze pokaż obliczenia prądów w układzie dla 9VUzas.

Merki_1988.
+ mostka to katody więc układ dział zgodnie z oczekiwaniem.
By działał zgodnie z opisem to trzeba "minus" mostka do bazy tranzystora a ~ do osobnych rezystorów i przycisków.

[Luminofor]

luminofor ładny opis, jeszcze pokaż obliczenia prądów w układzie dla 9VUzas.

Oba przyciski otwarte:
Na diodach 0,7V (one są niejako równolegle bo katody są niejako w jednym węźle bo na potencjale masy), rezystory można tez niejako wziąć pod uwagę równolegle (R1 i R2) co da 500Ω, szeregowo z 22k daje 22,5kΩ, prąd z prawa Ohma I=U/R=9/22,5kΩ co daje 400µA.

Na rezystorze 22k odkłada się spadek (z prawa Ohma) U = R • I = 8,8V, jak weźmiemy poprawkę na diody to na rezystorze 22k odłoży się 8,1V, więc na R1 i R2 z Napięciowego Prawa Kirchhoffa (NPK) odkłada się 9V - 8,1V - 0,7V = 0,2V.

Gdy naciśnięty jest jeden przycisk (przykładowo S1) to dioda górna jest zatkana a dolna przewodzi. Czyli przez R1 prąd nie płynie. Szeregowo bierzemy 22k i 1k co daje 23k, stąd prąd z prawa Ohma wynosi I = U / R = 9/23k = 391µA, na diodzie dolnej odkłada się 0,7V, spadek na 22k jest równy U = R • I czyli 22k • 391µA co daje 8,602V pomniejszone o spadek na przewodzącej diodzie czyli 7,902V, na R2 odkłada się 9V - 7,902V - 0,7V = 0,398V.

No i trzeci przypadek: naciskamy oba przyciski. Diody nie przewodzą, prąd przez R1 ani R2 nie płynie. Teraz zakładam sobie prąd kolektora równy 20mA. I kolor LED czerwony (chyba coś koło 2V). 22k oznaczam R4. Z NPK: 9V - Ur4 - 0,7 - Ur3 - 2V = 0, stąd Ur4 = 7V - Ur3, Ur3 = 7V - Ur4. I co dalej - nie wiem Nie znam β tranzystora ani prądu kolektora/bazy...

Chociaż - jak tranzystor jest otwarty, to można go traktować jako zwarcie, prawda? Zatem z prawego oczka i NPK: 9V - Ur3 - 2V = 0 co daje Ur3 = 7V. Zatem Ur4 = 0 ???? Coś mi tu nie gra ...

[Merki_1988]

Nono, do pewnego momentu (choć z drobnym błędem aczkolwiek wybaczalnym-nie uwzględniłeś rezystancji dynamicznej diod stąd kombinowanie i branie poprawek na te 0,7 V) Ci dobrze szło. W trzecim przypadku się zamotałeś. Gdy zewrzesz oba przyciski, prąd MUSI płynąć przez R1 i R2 (gdzie się inaczej zamknie obwód?)...zaraz postaram się dokończyć oblcizenia ;p

Więc tak:

zakładając, że na obu przyciskach wystąpi pomijalnie mały spadek napięcia, możemy założyć, że na obu rezystorach połączonych równolegle wystąpi pełne napięcie zasilania...jako, że przyciski są równolegle do rezystora 22k to na nim równiez wystąpi pomijalnie mały spadek napięcia stąd na bazie tranzystora wystąpi niemal płene napięcie zasilania. Tranzystor pracuje w układzie wtórnika emiterowego, nie liczy się tu żadnej bety ani nic...po prostu zakładamy, że między emiterem a masą wystąpi napięcie o 0,6 V niższe niż jest na bazie (właściwość wtórnika, ze względu na "diode" baza-emiter"). Teraz to napięcie dzielimy przez wartość rezystancji w obwodzie emitera i mamy prąd jaki pobiera układ

[Jony130]

Oba przyciski otwarte:
Na diodach 0,7V (one są niejako równolegle bo katody są niejako w jednym węźle bo na potencjale masy), rezystory można tez niejako wziąć pod uwagę równolegle (R1 i R2) co da 500Ω, szeregowo z 22k daje 22,5kΩ, prąd z prawa Ohma I=U/R=9/22,5kΩ co daje 400µA.

Na rezystorze 22k odkłada się spadek (z prawa Ohma) U = R • I = 8,8V, jak weźmiemy poprawkę na diody to na rezystorze 22k odłoży się 8,1V, więc na R1 i R2 z Napięciowego Prawa Kirchhoffa (NPK) odkłada się 9V - 8,1V - 0,7V = 0,2V.

Bardziej "aptekarskie" obliczanie można przeprowadzić tak.
I = (Vzas - Ud) / 22.5K = 368uA co daje 184uA na diodę.
I teraz odczytując Ud z noty mamy 0.53V i dla tej wartości obliczamy nowy prąd:
I=376uA

Choć u mnie miernik pokazywał 369uA ale Uzas wynosiło 8.86 (co daje 370uA z teorii).
Ale to tylko taka mała dygresja, bo w praktyce wystarczy obliczyć to tak ja ty.

No i trzeci przypadek: naciskamy oba przyciski. Diody nie przewodzą, prąd przez R1 ani R2 nie płynie. Teraz zakładam sobie prąd kolektora równy 20mA. I kolor LED czerwony (chyba coś koło 2V). 22k oznaczam R4. Z NPK: 9V - Ur4 - 0,7 - Ur3 - 2V = 0, stąd Ur4 = 7V - Ur3, Ur3 = 7V - Ur4. I co dalej - nie wiem Nie znam β tranzystora ani prądu kolektora/bazy...

Chociaż - jak tranzystor jest otwarty, to można go traktować jako zwarcie, prawda? Zatem z prawego oczka i NPK: 9V - Ur3 - 2V = 0 co daje Ur3 = 7V. Zatem Ur4 = 0 ???? Coś mi tu nie gra ...

Coś tu nie gra bo tranzystor pracuje tu w roli wtórnika, a nie jako sterowanego prądem bazy włącznika.
Jedyne co możemy to napisać takie oto równanie:

Vcc - Ib * R4 - Ube - Ie*R3 -U_led = 0 (1)

I teraz znając jak dział BJT wiemy że:

Ie = Ib*β + Ib = (β+1)*Ib (2)

Vcc - Ib*R4- Ube - Ib*(β+1)*R3 - U_led = 0

Ib = (Vcc - Ube - U_led) / (R4 + (β+1)*R3)

I teraz ja u siebie zastosowałem BC337-25
Z noty wynika, że Hfe typowo wynosi 350, minimalnie 160.
http://pdf.elenota.pl/pdf/Philips/bc337_3.pdf

Ib = (9V - 0.65V - 2V) / (22K + (350+1)*1K) = 6.35/373K = 17uA

Ale nie więcej niż 35uA.
Wiec Ib będzie w przedziale 17uA...35uA
I prąd emitera w przedziale 5.635mA...5.967mA.
A wartości zmierzone to Ib = 22uA i Ie = 5.87mA więc Hfe=266
[ Dodano: 2010-08-16, 17:37 ]

.jako, że przyciski są równolegle do rezystora 22k to na nim równiez wystąpi pomijalnie mały spadek napięcia stąd na bazie tranzystora wystąpi niemal płene napięcie zasilania.

A gdzie, wcale tak nie będzie.
Jak wciśniemy przyciski to diody są zatkane.
Więc mamy dwa niezależne układy połączone do baterii. ( diody separują przyciski od rezystora 22K)
1 - rezystory R1, R1
2 - obwód z tranzystorem

[Merki_1988]

No tak racja, mój błąd