|
|
|
Grindar
Halvledare, som transistorer och dioder, kan kombineras till grindar. Grindar kan sedan användas som byggstenar för att konstruera en mängd kretsar i datorsammanhang. Varje grind har två eller flera ingångar, och en utgång. Beroende på vilka av ingångarna det finns en elektrisk spänning på, så kommer utgången att få en elektrisk spänning eller ej. Ofta är grindar konstruerade för spänningen 5 volt, men andra spänningar förekommer, t.ex. 3.5 volt i vissa datorers processorer.
En AND-grind får en spänning på utgången bara om det finns en spänning in på samtliga ingångar samtidigt. Om det rör sig om en AND-grind med två ingångar finns det fyra olika fall:
1) Ingen av ingångarna har en spänning. Då blir det ingen spänning på utgången.
2) Den första ingången har en spänning, men inte den andra. Då blir det inte heller någon spänning på utgången.
3) Den andra ingången har en spänning, men inte den första. Inte heller då blir det någon spänning på utgången.
4) Båda ingångarna har en spänning. Nu blir det en spänning på utgången.
|
| Symboler för grindar. Versioner med fler ingångar än två förekommer också. Det finns även anslutningar för drivspänning (t.ex. 5 volt) och jord (noll), men de ritas inte ut.
|
En OR-grind får en spänning på utgången så fort någon av dess ingångar får en spänning. Det räcker med att en av ingångarna får en spänning. Om OR-grinden har två ingångar är de fyra olika fallen:
1) Ingen av ingångarna har en spänning. Då blir det ingen spänning på utgången.
2) Den första ingången har en spänning, men inte den andra. Nu blir det en spänning på utgången.
3) Den andra ingången har en spänning, men inte den första. Nu blir det också en spänning på utgången.
4) Båda ingångarna har en spänning. Även nu blir det en spänning på utgången.
En XOR-grind fungerar som en OR-grind, med det undantaget att inte flera av ingångarna får ha spänning samtidigt, har de det så blir det ingen spänning på utgången. Man kan säga att XOR innebär "den ena eller den andra, men inte båda". XOR står för "eXclusive OR". De fyra olika fallen är:
1) Ingen av ingångarna har en spänning. Då blir det ingen spänning på utgången.
2) Den första ingången har en spänning, men inte den andra. Nu blir det en spänning på utgången.
3) Den andra ingången har en spänning, men inte den första. Nu blir det också en spänning på utgången.
4) Båda ingångarna har en spänning. Då blir det ingen spänning på utgången.
XOR skiljer sig från OR i det fjärde fallet, när båda ingångarna har en spänning. Man kan säga att det är en "antingen eller"-grind.
Grindar kan konstrueras med olika antal ingångar efter behov, två, fyra, åtta eller ännu fler, även om två är vanligast. Utgången kan vara inverterad, så att den fungerar "tvärt om". När utgången annars skulle gett ifrån sig en spänning gör den nu inte det, och när det annars inte skulle blivit någon spänning så blir det nu det. En AND-grind med inverterad utgång kallas NAND-grind, och en Or-grind med inverterad utgång kallas NOR-grind.
|
| Inre funktionssätt hos NAND- och NOR-grind. Spänningen på ingångarna (transistorernas bas) styr om transistorerna öppnar eller spärrar för ström. Om båda transistorerna i NAND-grinden öppnar så har utgången förbindelse till jord (noll volt), annars har den spänningen 5 volt. I NOR-grinden räcker det att den ena av transistorerna öppnar för att utgången skall förbindas med jord. Motståndet behövs för att begränsa strömmen genom transistorerna.
|
Grindar används bland annat vid konstruktion av kretsar i datorer och annan digital utrustning. Färdiga standardkomponenter, "chip" som innehåller fyra AND, OR, NAND, NOR eller XOR-grindar finns framtagna, liksom andra varianter och kombinationer. Genom olika anslutningar, ben, på kretsarna har man tillgång till de olika in- och utgångarna. Vid konstruktion av processorer till datorer skapas grindar och andra halvledarkomponenter med hög täthet direkt i processorns komplexa halvledarkrets. De fungerar som byggstenar som bygger upp processorns olika delar, t.ex. kretsar som kan addera tal och lagra dem. Fortsättning i avsnittet om digitalkretsar.
|
|
|
Frågor och svar
Specialsektioner
