Электроника для начинающих

После установки стабилизатора возьмите пару кнопок, два резистора с сопротивлением 10 кОм, светодиод с низким потреблением тока и резистор с сопротивлением 1 кОм, а затем подключите логическую микросхему 74HC00 так, как это показано на схеме (рис. 4.46). Вы можете заметить, что множество выводов микросхемы закорочены между собой и подсоединены к минусу источника питания. Разъяснения этого я приведу немного позже.

Рис. 4.46.Нажимая по одной кнопке или же сразу обе и наблюдая при этом за светодиодом, вы можете легко понять логическую функцию элемента И-НЕ

Стабилизаторы напряжения

Самые простые модели этих маленьких полупроводников на входном выводе получают более высокое постоянное напряжение и выдают на выходе меньшее по амплитуде стабилизированное напряжение. Третий вывод стабилизатора (он обычно находится в середине) используется для подключения общего вывода источника питания (минуса источника). Кроме того, вам также нужно установить пару конденсаторов для сглаживания пульсаций тока, как это показано на рис. 4.46.

Обычно для пятивольтового стабилизатора со стороны его «входа» можно подавать напряжение 7,5 или 9 В, а со стороны «выхода» снимать точное значение напряжения, равное 5 В. Если же вы интересуетесь куда девается избыток напряжения, то ответ следующий — стабилизатор превращает его в тепло. По этой причине небольшие стабилизаторы (как тот, который показан на рис. 4.8) на одной из сторон корпуса часто имеют металлическую пластину с отверстием в ее верхней части. Назначение пластины — рассеивать тепло. Выполнение этой задачи будет упрощено, если вы закрепите пластину стабилизатора винтом к алюминиевой пластинке, поскольку алюминий очень хорошо проводит тепло. Такую алюминиевую пластинку называют радиатором, вы же можете легко купить один из видов радиаторов, у которого есть набор охлаждающих ребер.

Для наших учебных экспериментов рассеивания большого теплового потока не нужно, поэтому радиаторы нам не потребуются.

Когда вы подключаете напряжение питания, светодиод должен загореться. Нажмите на одну из кнопок, светодиод продолжит гореть. Отпустите первую кнопку и нажмите на другую — светодиод продолжит гореть. Теперь нажмите на обе кнопки, и светодиод погаснет.

Выводы 1 и 2 являются логическими входами одного из четырех логических элементов микросхемы 74HC00. Изначально на них подается напряжение, близкое к напряжению минусового вывода источника питания, поскольку они подключены к нему через подтягивающие резисторы с сопротивлением 10 кОм. Но каждая из кнопок при нажатии подает на вход микросхемы положительное напряжение.

На выходе логического элемента микросхемы, как вы можете видеть, практически всегда имеется положительное напряжение — за исключением случая, когда первый и второй входы микросхемы одновременно становятся положительными. Поскольку интегральная микросхема выполняет логическую операцию И-НЕ, то ее называют логическим элементом И-НЕ (NAND). Вы можете посмотреть расположение компонентов схемы на макетной плате на рис. 4.47. На рис. 4.48 приведена упрощенная для понимания версия схемы.

Рис. 4.47.Это расположение компонентов на макетной плате полностью идентично электрической схеме, приведенной на рис. 4.46

Рис. 4.48.Устройство и функцию элемента И-НЕ легче представить с помощью упрощенной схемы, в которой нет напряжения питания микросхемы и нет попытки разместить провода таким образом, чтобы их расположение соответствовало расположению проводов на макетной плате

U-образное графическое условное обозначение с маленьким кружком в нижней части — это изображение двухвходового логического элемента И-НЕ. На этой схеме не показано напряжения питания логического элемента, но на практике любые логические микросхемы обязательно требуют питания, которое дает им возможность выдать сигнал с бóльшим значением тока, чем те сигналы, которые они получают. В любом случае, когда вы увидите перед собой графическое условное обозначение логической микросхемы, постарайтесь запомнить, что она для выполнения своей функции обязательно должна иметь питание.