Aljebra Boolearra, Ate Logikoak eta Zirkuitu Integratuak
Boole-ren Aljebra
George Boole matematikari ingelesak sortutako aljebrak bi elementu besterik ez ditu, digitu bitarrak edo bit direlakoak (ingelesetik eratorritako izena: binary digits): 0 eta 1. Boolek ez zuen ezagutu bere aljebrak izan zuen eragin izugarria.
Aplikazio Praktikoak
- Hainbat problema teknologiko gure zenbaki-sistema hamartarretik bi zenbakiko sistemara itzul daitezke.
- 0 eta 1 digituak elkarren aurkako bi egoera fisikoekin identifika daitezke; adibidez, etengailua irekita (0) edo itxita (1) izatearekin, eta bonbilla itzalita (0) edo piztuta (1) izatearekin.
- Batuketa, biderketa eta ukazio bitarrak fisikoki egin daitezke, zirkuitu elektroniko, pneumatiko, hidrauliko eta abarren bidez. Baina elektronikaren inplementazioak abantaila handiak ditu: beste moduak baino fidagarriagoa, azkarragoa eta merkeagoa da, eta horrez gain, neurri mikroskopikoa izateraino miniaturiza daiteke.
Driver edo Buffer-ak
Ate logikoek nahiko korronte-intentsitate txikia izaten dute irteeran, eta, normalean, ez da aski izaten bonbillak, motorrak edo beste eragingailu batzuk aktibatzeko. Horretarako, korrontea anplifikatzen duten zirkuituak erabili behar dira, buffer edo driver izenekoak.
Driver bakunena NPN transistore bipolar bat da, eta igarle komuna izateko moduan dago muntatuta. 1kΩ-eko erresistoreak korrontearen intentsitatea mugatzen du, atearen irteerak eta transistorearen oinarriak kalterik izan ez dezaten.
Ate Logikoen Taula
| Ate Logikoa | AND | OR | NOT | NAND | NOR |
|---|---|---|---|---|---|
| Boolear Eragiketa | A•B | A+B | A | A•B | A+B |
| Ohiko Sinboloa |
Familia Logikoak
Lehen ate logikoak erreleak erabiliz egin ziren; gero, huts-balbulak erabiliz; eta, azkenik, transistoreak erabiliz. Gaur egungo ate logikoak hainbat familia logikotan sailkatzen dira, erabilitako transistore motaren eta beste osagai batzuen arabera:
- RTL familia (Resistor-Transistor Logic): Ateak transistore bipolarrez eta erresistorez eginda daude. Oso geldoak dira.
- DTL familia (Diode-Transistor Logic): Familia horretako ateetan, diodoak jarri dira RTL familiako erresistore askoren ordez.
- TTL familia (Transistor-Transistor Logic): Igorpen anitzeko transistore bipolar izenekoak erabiliz DTL zirkuituen ezaugarriak hobe zitezkeela jakin zenean sortu zituzten era honetako ateak. Ateak +5 V-eko tentsioaren bidez elikatu behar dira (+- %5eko perdoi-tartearekin). Arrakastatsuenak 74 seriekoak izan ziren.
- CMOS familia (Complementary Metal Oxide Semiconductor): TTL familiako transistore bipolarrak asko berotzen zirenez, haien ordez eremu-efektuko transistore (FET) izenekoak jarri ziren; batez ere, MOS (metal oxidozko erdieroale) motakoak. Ateak +3-15 V bitarteko tentsiozko elikadura jaso behar du. Kontsumo txikia du, eta izugarri miniaturizatzeko aukera ematen du.
Zirkuitu Integratuak
Zirkuitu integratuak edo mikrotxipak zirkuitu elektroniko miniaturizatuak dira. Mikrotxip horietan, kapsulan bildutako milaka osagai elektroniko pila daitezke; esate baterako, transistoreak edo diodoak.
Ezaugarriak
- Eragiketa logikoak egiten dituzte.
- Integratuta dituzten era askotako gailu elektronikoen terminalak dituzte.
- Tentsio batez elikatu behar dira, funtzionatu ahal izateko.
- Grabatutako zenbaki batek adierazten du zer zirkuitu integratu den; bestalde, hozka batek terminalak bereizten laguntzen digu.
Adibideak
- Tentsio-erreguladoreak.
- 555 modeloa: tenporizadoreak egiteko.
- Anplifikadore operazionalak; hainbat aplikazio.
- Darlington edo transistore parea.
- L293B modeloa.
- Ate logikoak.