使用晶体管实现反向, 串联和并联控制
在之前, 通过不同方式连接继电器, 可以实现反向, 串联和并联的逻辑. 现在我们知道, 晶体管作为开关与继电器在功能逻辑上是一样的, 因此, 这些逻辑也能通过晶体管实现.
晶体管的反向控制
当一个晶体管以下述方式连接时, 就构成了一种反向控制:
注意: 以上左侧使用了前面提到的 逻辑输入 组件, 右侧则用了另一个类似的叫 逻辑输出(Logic Output) 的组件.
通过
菜单--绘制--逻辑门, 输入和输出--添加逻辑输出可以添加逻辑输出.快捷键:
o.
逻辑输出类似于前面提到的 测试点(Test point), 只不过它不标识具体的电压值, 而是只标识电压的高低:
- H: High, 表示输出高电压;
- L: Low, 表示输出低电压.
如果你不习惯看字母, 可以仿照 逻辑输入 那样把它调整为 数字式 的, 然后:
- 1: 表示输出高电压;
- 0: 表示输出低电压.
后面, 将主要使用 逻辑输入 和 逻辑输出 分别作为控制端和输出端的显示.
晶体管做反向控制的两种情况:
晶体管做反向控制, 两种情况 在线可互动操作示例
因此, 在前面需要反向控制的地方, 你都可以使用晶体管去代替继电器, 能实现同样的控制逻辑.
现实中做实验请注意
以上的示例电路是一种简化的模型, 如果你要在真实世界里使用电路箱等去做真正的实验, 请仔细参考实验手册的建议. 你需要选取正确的电压值, 以及配置上相关的电阻, 以避免烧毁晶体管或电路箱.
在软件的模拟器上, 为了便利, 有时也为了简化突出重点, 常常会省略许多配置, 电压源也一律选择 5V.(毕竟这里也不会烧毁什么~)
另: 此处实际使用的是一种称为 电阻器-晶体管-逻辑(RTL: Resistor-Transistor-Logic) 的方式, 目前已经很少使用了, 这里用它仅为演示晶体管用于逻辑控制的原理.
晶体管的串联控制
当两个晶体管按下述方式连接时, 就构成了一种串联控制:
晶体管做串联控制 在线可互动操作示例
不同输入组合情况下的输出如下所示:
晶体管做串联控制 四种情况 在线可互动操作示例
同样的, 它也可以取代继电器方式的串联控制. 对比串联的真值表:
| A | B | Y |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
同样是完全满足要求的.
晶体管的并联控制
当两个晶体管按下述方式连接时, 就构成了一种并联控制:
晶体管做并联控制 在线可互动操作示例
其中, A 和 B 为输入(采用数字式逻辑输入), Y 为输出(采用逻辑输出).
电源处亦采用逻辑输入.
不同输入组合情况下的输出如下所示:
晶体管做并联控制, 四种情况 在线可互动操作示例
同理, 它也可以取代继电器方式的并联控制, 两种只是实现方式上的区别. 对比并联的真值表:
| A | B | Y |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
也是完全满足要求的.
关于加位器的逻辑?
至于加位器自然也是可以使用晶体管去替代实现的, 不过这个就不能直接参考先前的那种跷跷板式的电路了, 因为继电器实际上是有两个触点的, 开关可以跳到两端, 因此可以交叉连接.
但对于晶体管就没有这样的便利了, 不过可以换种方式去实现, 你不妨先自己思考下看看能否想出一个方案, 这里将在后面给出一些参考实现.
总之, 几乎所有用到继电器的地方, 其实你都可以用晶体管替代.