माइक्रोप्रोसेसर ट्रांजिस्टर से बने होते हैं। विशेष रूप से, वे MOS ट्रांजिस्टर से निर्मित होते हैं। MOS मेटल-ऑक्साइड सेमीकंडक्टर का संक्षिप्त रूप है। एमओएस ट्रांजिस्टर दो प्रकार के होते हैं: पीएमओएस (पॉजिटिव-एमओएस) और एनएमओएस (नेगेटिव-एमओएस)। प्रत्येक पीएमओएस और एनएमओएस तीन मुख्य घटकों से सुसज्जित है: गेट, स्रोत और नाली।

एक pMOS और nMOS कैसे कार्य करते हैं, इसे ठीक से समझने के लिए, पहले कुछ शब्दों को परिभाषित करना महत्वपूर्ण है:

क्लोज्ड-सर्किट: इसका मतलब है कि बिजली गेट से स्रोत की ओर प्रवाहित हो रही है।

ओपन-सर्किट: इसका मतलब है कि बिजली गेट से स्रोत तक नहीं जा रही है; बल्कि गेट से नाले तक बिजली प्रवाहित हो रही है।

जब एक एनएमओएस ट्रांजिस्टर एक गैर-नगण्य वोल्टेज प्राप्त करता है, तो स्रोत से नाली से कनेक्शन तार के रूप में कार्य करता है। बिजली स्रोत से नाले तक निर्बाध रूप से प्रवाहित होगी - इसे क्लोज-सर्किट कहा जाता है। दूसरी ओर, जब एक nMOS ट्रांजिस्टर को लगभग 0 वोल्ट पर वोल्टेज प्राप्त होता है, तो स्रोत से नाली तक का कनेक्शन टूट जाएगा और इसे एक ओपन-सर्किट कहा जाता है।

nMOS ट्रांजिस्टर का उदाहरण

पी-टाइप ट्रांजिस्टर एन-टाइप ट्रांजिस्टर के बिल्कुल विपरीत काम करता है। जब वोल्टेज गैर-नगण्य होने पर nMOS स्रोत के साथ एक क्लोज-सर्किट बनाएगा, तो pMOS स्रोत के साथ एक ओपन-सर्किट बनाएगा जब वोल्टेज नगण्य होगा।

pMOS ट्रांजिस्टर का उदाहरण

जैसा कि आप ऊपर दिखाए गए पीएमओएस ट्रांजिस्टर की छवि में देख सकते हैं, पीएमओएस ट्रांजिस्टर और एनएमओएस ट्रांजिस्टर के बीच एकमात्र अंतर गेट और पहली बार के बीच का छोटा सर्कल है। यह सर्कल वोल्टेज से मान को उलट देता है; इसलिए, यदि गेट 1 के मान का वोल्टेज प्रतिनिधि भेजता है, तो इन्वर्टर 1 को 0 में बदल देगा और सर्किट को उसके अनुसार कार्य करने का कारण बनेगा।

चूँकि pMOS और nMOS विपरीत तरीके से कार्य करते हैं - एक पूरक तरीके से - जब हम दोनों को एक विशाल MOS सर्किट में जोड़ते हैं, तो इसे cMOS सर्किट कहा जाता है, जो पूरक धातु-ऑक्साइड सेमीकंडक्टर के लिए होता है।

एमओएस सर्किट का उपयोग

हम गेट्स नामक अधिक जटिल संरचनाओं के निर्माण के लिए पीएमओएस और एनएमओएस सर्किट को जोड़ सकते हैं, विशेष रूप से: लॉजिक गेट्स। हमने पिछले ब्लॉग में इन तार्किक कार्यों और उनसे जुड़ी सत्य सारणी की अवधारणा को पहले ही पेश कर दिया है, जिसे आप क्लिक करके पा सकते हैं यहाँ उत्पन्न करें.

हम एक pMOS ट्रांजिस्टर संलग्न कर सकते हैं जो स्रोत से जुड़ता है और एक nMOS ट्रांजिस्टर जो जमीन से जुड़ता है। यह cMOS ट्रांजिस्टर का हमारा पहला उदाहरण होगा।

NOT गेट का उदाहरण

यह cMOS ट्रांजिस्टर NOT लॉजिकल फंक्शन के समान कार्य करता है।

आइए एक नजर डालते हैं नॉट ट्रुथ टेबल पर:

सत्य तालिका नहीं

नॉट ट्रुथ तालिका में, प्रत्येक इनपुट मान: A उल्टा होता है। उपरोक्त सर्किट के साथ क्या होता है?

ठीक है, आइए कल्पना करें कि इनपुट 0 है।

0 आता है और तार के ऊपर और नीचे दोनों pMOS (ऊपर) और nMOS (नीचे) दोनों में जाता है। जब मान 0 pMOS तक पहुँच जाता है, तो यह 1 में उल्टा हो जाता है; इसलिए, स्रोत से कनेक्शन बंद है। यह 1 का तार्किक मान उत्पन्न करेगा जब तक कि जमीन (नाली) से कनेक्शन भी बंद नहीं होता है। ठीक है, चूंकि ट्रांजिस्टर पूरक हैं, हम जानते हैं कि nMOS ट्रांजिस्टर मान को उल्टा नहीं करेगा; इसलिए, यह मान 0 लेता है जैसा है और होगा - इसलिए - जमीन (नाली) के लिए एक खुला सर्किट बनाएं। इस प्रकार, गेट के लिए 1 का तार्किक मान उत्पन्न होता है।

0 का IN मान 1 का OUT मान उत्पन्न करता है

क्या होता है यदि 1 IN मान है? ठीक है, ऊपर के समान चरणों का पालन करते हुए, मान 1 pMOS और nMOS दोनों को भेजा जाता है। जब pMOS द्वारा मान प्राप्त किया जाता है, तो मान 0 हो जाता है; इस प्रकार, SOURCE से कनेक्शन खुला है। जब nMOS द्वारा मान प्राप्त किया जाता है, तो मान उल्टा नहीं होता है; इस प्रकार, मान 1 रहता है। जब nMOS द्वारा 1 का मान प्राप्त किया जाता है, तो कनेक्शन बंद हो जाता है; इसलिए, जमीन से कनेक्शन बंद है। यह 0 का तार्किक मान उत्पन्न करेगा।

1 का IN मान 0 का OUT मान उत्पन्न करता है।

इनपुट/आउटपुट के दो सेटों को एक साथ रखने से पैदावार होती है:

नॉट गेट के लिए ट्रुथ टेबल।

यह देखना काफी आसान है कि यह सत्य तालिका ठीक वैसी ही है जैसी कि तार्किक कार्य नहीं उत्पन्न करता है। इस प्रकार, इसे NOT गेट के रूप में जाना जाता है।

क्या हम इन दो सरल ट्रांजिस्टर का उपयोग अधिक जटिल संरचना बनाने के लिए कर सकते हैं? बिल्कुल! इसके बाद, हम एक NOR गेट और एक OR गेट बनाएंगे।

NOR गेट का एक उदाहरण

यह सर्किट शीर्ष पर दो pMOS ट्रांजिस्टर और नीचे दो nMOS ट्रांजिस्टर का उपयोग करता है। फिर से, आइए गेट के इनपुट को देखें कि यह कैसे व्यवहार करता है।

जब ए 0 होता है और बी 0 होता है, तो यह गेट पीएमओएस ट्रांजिस्टर तक पहुंचने पर दोनों मानों को 1 में बदल देगा; हालांकि, एनएमओएस ट्रांजिस्टर दोनों 0 के मान को बनाए रखेंगे। यह गेट को 1 के मान का उत्पादन करने के लिए प्रेरित करेगा।

जब ए 0 है और बी 1 है, तो यह गेट पीएमओएस ट्रांजिस्टर तक पहुंचने पर दोनों मानों को उलट देगा; इसलिए, A, 1 में बदल जाएगा और B, 0 में बदल जाएगा। इससे स्रोत तक नहीं पहुंचेगा; चूंकि इनपुट को स्रोत से जोड़ने के लिए दोनों ट्रांजिस्टर को क्लोज-सर्किट की आवश्यकता होती है। nMOS ट्रांजिस्टर मानों को उल्टा नहीं करते हैं; इसलिए, A से संबद्ध nMOS 0 उत्पन्न करेगा, और B से संबद्ध NMOS 1 उत्पन्न करेगा; इस प्रकार, बी से जुड़ा एनएमओएस जमीन पर एक बंद सर्किट का उत्पादन करेगा। यह गेट को 0 के मान का उत्पादन करने के लिए प्रेरित करेगा।

जब ए 1 होता है और बी 0 होता है, तो यह गेट दोनों मानों को पीएमओएस ट्रांजिस्टर तक पहुंचने पर उलटा कर देगा; इसलिए, A 0 में बदल जाएगा और B 1 में बदल जाएगा। इससे स्रोत तक नहीं पहुंचेगा; चूंकि इनपुट को स्रोत से जोड़ने के लिए दोनों ट्रांजिस्टर को क्लोज-सर्किट की आवश्यकता होती है। nMOS ट्रांजिस्टर मानों को उल्टा नहीं करते हैं; इसलिए, A से संबद्ध nMOS 1 उत्पन्न करेगा और B से संबद्ध NMOS 0 उत्पन्न करेगा; इस प्रकार, एविल से जुड़े एनएमओएस जमीन पर एक बंद सर्किट का उत्पादन करते हैं। यह गेट को 0 के मान का उत्पादन करने के लिए प्रेरित करेगा।

जब ए 1 है और बी 1 है, तो यह गेट पीएमओएस ट्रांजिस्टर तक पहुंचने पर दोनों मानों को उलट देगा; इसलिए, A, 0 में बदल जाएगा और B, 0 में बदल जाएगा। इससे स्रोत नहीं मिलेगा; चूंकि इनपुट को स्रोत से जोड़ने के लिए दोनों ट्रांजिस्टर को क्लोज-सर्किट की आवश्यकता होती है। nMOS ट्रांजिस्टर मानों को उल्टा नहीं करते हैं; इसलिए, A से संबद्ध nMOS 1 का उत्पादन करेगा और B से संबद्ध NMOS 1 का उत्पादन करेगा; इस प्रकार, ए से जुड़े एनएमओएस और बी से जुड़े एनएमओएस जमीन पर एक बंद सर्किट का उत्पादन करेंगे। यह गेट को 0 के मान का उत्पादन करने के लिए प्रेरित करेगा।

इस प्रकार, गेट की सत्य तालिका इस प्रकार है:

NOR गेट का आउटपुट।

इस बीच, NOR तार्किक फ़ंक्शन की सत्य तालिका इस प्रकार है:

NOR लॉजिकल फंक्शन का आउटपुट।

इस प्रकार, हमने पुष्टि की है कि यह गेट एक NOR गेट है क्योंकि यह NOR लॉजिकल फंक्शन के साथ अपनी सत्य तालिका साझा करता है।

अब, हम दोनों फाटकों को, जिन्हें हमने अब तक बनाया है, एक साथ एक OR गेट बनाने के लिए लगाएंगे। याद रखें, NOR का मतलब NOT OR है; इसलिए, यदि हम पहले से उल्टे गेट को उल्टा करते हैं, तो हमें मूल वापस मिल जाएगा। आइए इसे क्रिया में देखने के लिए इसे परीक्षण के लिए रखें।

OR गेट का उदाहरण

हमने यहाँ क्या किया है कि हमने पहले से NOR गेट ले लिया है और आउटपुट के लिए NOT गेट लगा दिया है। जैसा कि हमने ऊपर दिखाया है, NOT गेट 1 का मान लेगा और 0 आउटपुट करेगा, और NOT गेट 0 का मान लेगा और 1 आउटपुट करेगा।

यह NOR गेट के मान लेगा और सभी 0s को 1s और 1s से 0s में बदल देगा। इस प्रकार, सत्य तालिका इस प्रकार होगी:

NOR गेट और OR गेट की ट्रुथ टेबल

यदि आप इन फाटकों के परीक्षण के लिए और अधिक अभ्यास चाहते हैं, तो बेझिझक उपरोक्त मूल्यों को अपने लिए आज़माएँ और देखें कि गेट समान परिणाम देता है!

नंद द्वार का उदाहरण

मेरा दावा है कि यह एक नंद द्वार है, लेकिन आइए इस गेट की सत्य तालिका का परीक्षण करें ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि यह वास्तव में नंद द्वार है या नहीं।

जब A 0 है और B 0 है, A का pMOS 1 उत्पन्न करेगा, और A का nMOS 0 उत्पन्न करेगा; इस प्रकार, यह गेट एक तार्किक 1 उत्पन्न करेगा क्योंकि यह एक बंद सर्किट के साथ स्रोत से जुड़ा है और एक खुले सर्किट के साथ जमीन से डिस्कनेक्ट हो गया है।

जब A 0 है और B 1 है, A का pMOS 1 उत्पन्न करेगा, और A का nMOS 0 उत्पन्न करेगा; इस प्रकार, यह गेट एक तार्किक 1 उत्पन्न करेगा क्योंकि यह एक बंद सर्किट के साथ स्रोत से जुड़ा है और एक खुले सर्किट के साथ जमीन से डिस्कनेक्ट हो गया है।

जब A 1 है और B 0 है, तो B का pMOS 1 उत्पन्न करेगा और B का nMOS 0 उत्पन्न करेगा; इस प्रकार, यह गेट एक तार्किक 1 उत्पन्न करेगा क्योंकि यह एक बंद सर्किट के साथ स्रोत से जुड़ा है और एक खुले सर्किट के साथ जमीन से डिस्कनेक्ट हो गया है।

जब A 1 है और B 1 है, A का pMOS 0 उत्पन्न करेगा, और A का nMOS 1 उत्पन्न करेगा; इसलिए, हमें बी के पीएमओएस और एनएमओएस की भी जांच करनी चाहिए। B का pMOS 0 उत्पन्न करेगा, और B का nMOS 1 उत्पन्न करेगा; इस प्रकार, यह गेट एक तार्किक 0 उत्पन्न करेगा क्योंकि यह एक खुले सर्किट के साथ स्रोत से काट दिया जाता है और एक बंद सर्किट के साथ जमीन से जुड़ा होता है।

सत्य तालिका इस प्रकार है:

उपरोक्त गेट की सत्य तालिका।

इस बीच, नंद तार्किक कार्य की सत्य तालिका इस प्रकार है:

इस प्रकार, हमने सत्यापित किया है कि यह वास्तव में एक नंद द्वार है।

अब, हम AND गेट कैसे बनाते हैं? ठीक है, हम एक AND गेट का निर्माण ठीक उसी तरह करेंगे जैसे हमने NOR गेट से OR गेट बनाया था! हम एक इन्वर्टर संलग्न करेंगे!

AND गेट का उदाहरण

चूंकि हमने जो कुछ किया है, वह NAND गेट के आउटपुट पर NOT फंक्शन लागू किया गया है, ट्रुथ टेबल इस तरह दिखेगी:

AND और NAND . की पूर्ण सत्य तालिका

दोबारा, कृपया यह सुनिश्चित करने के लिए सत्यापित करें कि जो मैं आपको बता रहा हूं वह सच है।

आज, हमने कवर किया है कि पीएमओएस और एनएमओएस ट्रांजिस्टर क्या हैं और साथ ही साथ अधिक जटिल संरचनाओं के निर्माण के लिए उनका उपयोग कैसे करें! मुझे आशा है कि आपको यह ब्लॉग जानकारीपूर्ण लगा होगा। यदि आप मेरे पिछले ब्लॉग पढ़ना चाहते हैं, तो आपको नीचे सूची मिलेगी।

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