recent
أخبار ساخنة

البوابات المنطقية الاساسية

admin
الصفحة الرئيسية

البوابات المنطقية الاساسية Logic Gates


إن البوابات المنطقية الاساسية هي العنصر الرئيسي لبناء أي دائرة منطقية ومن ثم أي نظام رقمي؛وكلمة منطق تعني اتخاذ القرار أو صنع القرار لذلك فإن البوابة المنطقية تعطي مخرج واحد فقط (0 أو 1) عندما تحقق شروط معينة عند مدخلات هذه البوابة.

ماهي البوابات المنطقية


تعرف البوابة المنطقية بأنها عبارة عن دائرة إلكترونية لها مداخل عديدة ؛ولكن لها مخرج واحد فقط ؛وتتعامل فقط مع الحالات المنطقية 0 و1 فنجد عندما تكون الدائرة المنطقية في حالة تشغيل ON يعطي لها الرمز 1 وهذا يعني 5 فولت؛بينما عندما تكون الدائرة المنطقية في حالة إيقاف OFF يعطي لها الرمز المنطقي 0 وهذا يعني 0 فولت.

أنواع البوابات المنطقية الاساسية


تنقسم البوابات المنطقية الاساسية إلى ثلاث بوابات هي بوابة NOT وبوابة AND و بوابة OR ومن خلال هذه الوابات الاساسية يمكننا الحصول على البوابات الأخرى المشتقة منها.

بوابة NOT Gate


يطلق على هذه البوابة اسم بوابة النفي أو بوابة العكس وسميت كذلك لأنها تقوم بعكس الدخل أي أنه إذا كان الدخل 1 يكون الخرج 0 والعكس صحيح؛وتتميز هذه البوابة بوجود مدخل واحد ومخرج واحد فقط.
البوابات المنطقية الاساسية
بوابة NOT Gate

ونلاحظ من الشكل السابق أنه عندما كان الدخل(Input) يساوي صفر(0) يصبح الترانزستور في حالة Cut OFF وأصبح الترانزستور كأنه مفتاح مفتوح ولذلك يمر التيار من المصدر إلى الخرج ونلاحظ على الخرج Output أصبح واحد (1)؛أما في حالة أن الدخل كان واحد(1) يصبح الترانزستور في حالة Saturation وفي هذه الحالة كأن الترانزستور تحول إلى سلك وبالتالي ينتقل الصفر من الأرضي إلى الخرج ولذلك نحصل على Output يساوي صفر(0).

بوابة AND Gate

وهي بوابة لها مدخلان أو أكثر ولكن لها مخرج واحد فقط؛حيث يكون مخرج البوابة يساوي واحد(1) إذا كانت جميع مداخل البوابة تساوي واحد (1)؛ويكون مخرج البوابة يساوي صفر(0) إذا كان جميع مداخل البوابة يساوي صفر(0).
البوابات المنطقية الاساسية
بوابة AND Gate

ونلاحظ من الشكل السابق أن في بوابة AND Gate يوجد لدينا ترانزستورين لكل منهما مدخل فأصبح لدينا مدخلين A و B ولكن لدينا خرج واحد فقط؛وللحصول على خرج Output يساوي (1) لابد من ان يكون المدخلين A و B يساويان (1) حتى يكون الترانزستوران في حالة Saturation ممايسمح بمرور ال 5 فولت إلى الخرج وبالتالي الحصول على خرج قيمته(1)؛بينما في حالة ان كان المدخلين A و B يساويان (0) يصبح الترانزستوران في حالة Cut OFF مما يعيق مرور التيار إلى الخرج فيصبح الخرج يساوي (0).

بوابة OR Gate


وهي بوابة لها مدخلان أو أكثر ولكن لها مخرج واحد فقط؛حيث يكون مخرج البوابة يساوي واحد(1) إذا كان أحد مداخل البوابة يساوي واحد (1)؛ويكون مخرج البوابة يساوي صفر(0) إذا كان جميع مداخل البوابة يساوي صفر(0).
البوابات المنطقية الاساسية
بوابة OR Gate

من الشكل السابق يتضح لنا أن بوابة OR Gate بها ترانزستورين لكل منهما مدخل فأصبح لدينا مدخلين A و B ولكن لدينا خرج واحد فقط؛وللحصول على خرج Output يساوي (1) لابد من ان يكون أحد المدخلين A و B يساويان (1) حتى يكون أحد الترانزستورين في حالة Saturation ممايسمح بمرور ال 5 فولت إلى الخرج وبالتالي الحصول على خرج قيمته(1)؛بينما في حالة ان كان المدخلين A و B يساويان (0) يصبح الترانزستوران في حالة Cut OFF مما يعيق مرور التيار إلى الخرج فيصبح الخرج يساوي (0).

أنواع الترانزسورات المستخدمة في البوابات المنطقية 


هناك عائلتان من الترانزستورات المستخدمة في البوابات المنطقية هما:
  1. عائلة TTL
  2. عائلة CMOS

عائلة TTL


  • هي إختصار ل Transistor-Transistor Logic وتكون البوابات مصنعة من ترانزستورات BJT
  • لا تتعامل إلا مع 5 فولت فقط.
  • أسرع من عائلة CMOS عند الترددات الكبيرة.
  • تستهلك طاقة أكبر من عائلة CMOS حيث أن المقاومة تستهلك دائما تيار.
  • غير حساسة للكهرباء الاستاتيكية.
  • يرمز لها بالأرقام التالية 74XXX.

عائلة CMOS


  • وهى إختصار ل Complementary Metal Oxide Semiconductor وتكون البوابات مصنعة من ترانزستورات MOSFET.
  • يمكنها أن تتعامل مع أي جهود من الممكن أن تصل إلى 15 فولت.
  • صعوبة في التعامل مع الترددات الكبيرة لوجود المكثف عند الموسفت الذي يعمل على بطء الموسفت عند الترددات الكبيرة.
  • تستهلك طاقة أقل حيث ان البوابة في الموسفت لا تستهلك أي تيار.
  • حساسة للكهرباء الاستاتيكية مما يعرض الموسفت للتلف.
  • يرمز لها بالأرقام التالية 4XXX.

المصادر

الالكترونيات الرقمية:الكترونيات البوابات المنطقية



الالكترونيات الرقمية للمهندس وليد عيسى
google-playkhamsatmostaqltradent