Transistor Flip Flop:Rangkaian Logika Sekuensial untuk Menyimpan Data Biner

Apakah Anda tertarik untuk mempelajari atau membuat rangkaian digital seperti yang terdapat pada komputer, peralatan komunikasi, dan sistem sejenis lainnya? Hal pertama yang harus dilihat adalah transistor flip flop.

Blok bangunan fundamental dari flip flop adalah gerbang logika, yang merupakan model elektronik ideal yang mengimplementasikan fungsi Boolean. Gerbang logika ini mungkin memiliki beberapa komponen, seperti kapasitor dan resistor, tetapi umumnya adalah transistor.

Kami telah merinci berbagai jenis sirkuit flip flop ditambah diagram pengkabelannya di bawah ini. Baca terus untuk mengetahui bagaimana Anda dapat membuatnya untuk proyek Anda.

Apa itu Flip Flop?

Flip flop adalah rangkaian logika sekuensial yang memiliki beberapa bentuk memori bawaan. Oleh karena itu, Anda dapat menggunakan data dari input saat ini, input sebelumnya, dan (atau) output sebelumnya untuk dijalankan melalui sistem.

Rangkaian terdiri dari beberapa gerbang logika yang menghasilkan dua keadaan stabil (tingkat logika 0 atau 1), membuat flip flop menjadi multivibrator bistable.

Berbagai jenis gerbang logika

Sumber:Wikimedia Commons.

Perbedaan antara rangkaian latch dan flip flop adalah bahwa yang terakhir dipicu oleh tepi. Pemicu tepi berarti mereka memiliki sinyal kontrol untuk mengoordinasikan tindakan sirkuit digital. Input kontrol biasanya berupa sinyal clock khusus, yang menjadikannya sistem sinkron.

Namun, rangkaian kait dipicu level, yang berarti outputnya dapat berubah jika inputnya berubah. Tidak ada pulsa jam atau peristiwa jam untuk mengaktifkannya, jadi mereka adalah sistem asinkron.

Perlu dicatat bahwa kait adalah elemen penting dalam rangkaian flip-flop, dan merupakan elemen memori yang mudah menguap yang kehilangan datanya jika terjadi kegagalan daya.

Jenis Flip Flop

Ada empat jenis flip flop, masing-masing dengan desain sirkuit dan tabel kebenaran yang berbeda.

SR Flip Flop

Flip flop SR mendapatkan namanya dari input S (set) dan R (Reset).

Sirkuit flip flop SR yang dikunci dengan gerbang NAND cross-coupled.

Sumber:Wikimedia Commons.

Ini adalah flip flop yang paling umum digunakan di antara keempatnya, memiliki sirkuit paling sederhana, dan memiliki tabel kebenaran yang mirip dengan kait SR.

Tabel kebenaran kait SR.

JK Flip Flop

Sirkuit digital JK meningkatkan desain flip flop SR dengan memastikan S dan R tidak tinggi secara bersamaan. Dengan melakukan itu, itu menghilangkan kemungkinan berada dalam kondisi terlarang.

Sirkuit flip flop JK menggunakan gerbang NAND.

Sumber:Wikimedia Commons.

Ini memiliki tabel kebenaran berikut.

Tabel kebenaran flip flop JK.

D Flip Flop

Juga dikenal sebagai flip flop "Data" atau "Delay", sirkuit ini adalah sel memori satu bit dengan satu pin input (D). Ini paling sering digunakan dalam sistem elektronik digital untuk membuat register dan counter.

Rangkaian flip flop D menggunakan gerbang NOT dan 4 gerbang NAND.

Sumber:Wikimedia Commons.

Output sirkuit hanya berubah pada sisi naik jam, menghasilkan tabel kebenaran ini.

Tabel kebenaran flip flop D.

T Flip Flop

Flip flop T adalah versi input tunggal dari flip flop JK, menghubungkan dua umpan untuk membentuk input T. T adalah singkatan dari Toggle karena sirkuit dapat melengkapi statusnya.

Sirkuit flip flop T menggunakan gerbang NAND

Sumber:Wikimedia Commons.

Rangkaian menyajikan tabel kebenaran ini.

T tabel kebenaran flip flop.

Aplikasi Flip Flop

• Penghitung
• Pembagi frekuensi
• Register penyimpanan
• Pergeseran register
• Kancing
• Memori
• Tombol eliminasi pantulan
• Penyimpanan data
• Transfer data
• Mendaftar

Sirkuit Flip Flop Transistor

Gerbang logika adalah elemen utama dalam sandal jepit, tetapi mereka adalah model yang mewakili logika dalam elektronik. Sirkuit listrik nyata memiliki komponen cross-coupled untuk mengontrol aliran arus ini. Nilai dalam tabel kebenarannya menunjukkan angka biner 1 (tegangan tinggi) atau 0 (tegangan rendah).

Mereka termasuk komponen seperti transistor, resistor, dan kapasitor, dan di sini adalah untuk membuat tiga sirkuit yang paling umum.

Flip Flop Satu Transistor

Seperti flip flop konvensional lainnya, transistor tipe tunggal menyimpan satu bit data, transistor ini memiliki satu set input set &reset ditambah loop umpan balik untuk menjaga keadaan tetap stabil.

Selain transistor (NPN), rangkaian ini memiliki satu set dua dioda, dua kapasitor, enam resistor, dan sebuah LED.

Diagram rangkaian flip-flop satu transistor.

Dari diagram di atas, Anda dapat mengatur rangkaian dengan mengaktifkan tegangan suplai ke C2. Pulsa 5V ini menaikkan tegangan dasar pada transistor dan menguatkan sinyal clock. C1 dan D1 akan menyearahkan sinyal keluaran, membuat tegangan DC yang dihasilkan muncul pada C2.

Sirkuit mempertahankan loop umpan balik positif yang menjaga flip flop dalam keadaan ON. D2 menjaga transistor agar tidak jenuh (memiliki terlalu banyak arus), yang mencegah keadaan ON terus menerus yang akan menghilangkan sinyal umpan balik positif.

Untuk mematikan sirkuit, lepaskan C2 atau lepaskan sinyal clock untuk waktu yang singkat. Bahkan jika Anda menghubungkan sinyal clock lagi, flip flop akan tetap mati karena resistor 6K8 &3K3 dan kapasitor C2 sangat melemahkan input tinggi.

Rangkaian Flip Flop D Menggunakan Transistor

Sirkuit flip flop tipe-D memiliki kait D gated sebagai dasar pengkabelannya tetapi menambahkan sirkuit clock untuk menjadikannya flip flop D yang dipicu oleh tepi.

Diagram rangkaian transistor flip flop D.

Bagian bawah diagram yang terdiri dari transistor, kapasitor, dan tiga resistor, membentuk mekanisme clock.

Jam eksternal menyediakan tegangan basis, dan transistor hanya dapat mengirimkan data input jika memiliki tegangan basis positif.

Resistor R6 dan kapasitor C1 mengubah sinyal jam gelombang persegi menjadi sinyal lonjakan tajam untuk mengidentifikasi sisi naik.

Secara keseluruhan, bagian kait memiliki dua transistor dan empat resistor, dan dari bagian jam ini, input arus menuju ke transistor kait di rangkaian.

Jika output Q adalah logika 0, Anda dapat menerapkan sinyal positif pada pin Clock dan pin Data In. Tindakan ini mengubah data atau status yang disimpan menjadi satu.

Input clock mengisi basis transistor dan membias maju basis ke sambungan kolektor. Oleh karena itu, ketika sinyal positif Data In masuk, itu menyebabkan arus kecil mengalir dari bawah ke kolektor dan masuk ke gerendel.

Arus akhirnya memicu gerendel, menyebabkannya mengubah statusnya menjadi 1 di Q. Untuk menerapkan logika 0, arde pin Data In, dan itu akan menggeser Q kembali ke 0 dan menyimpan bit ini.

T Flip Flop Menggunakan Transistor Diskrit

Toggle flip flop sangat mirip dengan Data flip flop, tetapi alih-alih memiliki input Data In, pin mendapatkan sinyalnya dari output komplementer Q’.

Diagram rangkaian transistor flip flop AT

Tujuannya adalah untuk mendapatkan input data yang rendah ketika outputnya tinggi dan input data yang tinggi ketika kerjanya rendah. Oleh karena itu, Q penting dalam persamaan.

Namun, karena merupakan rangkaian diskrit, sistem tidak akan bekerja karena setara dengan menghubungkan basis transistor ke kolektornya. Anda dapat mengatasi masalah ini dengan memasukkan kapasitor tambahan C2 yang terhubung secara seri dan resistor R8 yang terhubung ke output Q.

Kapasitor menciptakan jeda antara sinyal input dan output sementara resistor melepaskan kapasitor. Keduanya akan memastikan keluaran transistor seperti yang diharapkan, mengubah status secara terus-menerus.

Ringkasan

Kesimpulannya, transistor flip flop adalah blok bangunan fundamental dari sebagian besar sirkuit elektronik dan komputer karena fungsi memori bawaannya.

Jika proyek Anda membutuhkan sirkuit seperti itu, akan lebih murah untuk membeli komponen yang dijelaskan di atas, lalu merakit sendiri unitnya.

Hubungi kami untuk mempelajari lebih lanjut tentang komponen ini dan PCB yang Anda perlukan untuk menyiapkan sirkuit.