پی ایم او ایس اور این ایم او ایس ٹرانزسٹر

مائیکرو پروسیسر ٹرانجسٹروں سے بنے ہیں۔ خاص طور پر، وہ MOS ٹرانجسٹروں سے بنائے گئے ہیں۔ MOS Metal-Oxide Semiconductor کا مخفف ہے۔ ایم او ایس ٹرانزسٹر کی دو قسمیں ہیں: پی ایم او ایس (مثبت-ایم او ایس) اور این ایم او ایس (منفی-ایم او ایس)۔ ہر پی ایم او ایس اور این ایم او ایس تین اہم اجزاء سے لیس ہوتے ہیں: گیٹ، سورس، اور ڈرین۔

صحیح طریقے سے سمجھنے کے لیے کہ pMOS اور nMOS کیسے کام کرتے ہیں، یہ ضروری ہے کہ پہلے کچھ اصطلاحات کی وضاحت کی جائے:

کلوزڈ سرکٹ: اس کا مطلب ہے کہ بجلی گیٹ سے منبع کی طرف بہہ رہی ہے۔

اوپن سرکٹ: اس کا مطلب ہے کہ بجلی گیٹ سے منبع تک نہیں بہہ رہی ہے۔ بلکہ گیٹ سے نالے تک بجلی بہہ رہی ہے۔

جب ایک nMOS ٹرانزسٹر کو غیر معمولی وولٹیج ملتا ہے، تو منبع سے نالی تک کا کنکشن ایک تار کے طور پر کام کرتا ہے۔ بجلی منبع سے نالے تک بغیر کسی روک ٹوک کے بہے گی - اسے کلوز سرکٹ کہا جاتا ہے۔ دوسری طرف، جب ایک nMOS ٹرانزسٹر تقریباً 0 وولٹ پر وولٹیج حاصل کرتا ہے، تو منبع سے نالی تک کا رابطہ ٹوٹ جائے گا اور اسے اوپن سرکٹ کہا جاتا ہے۔

nMOS ٹرانجسٹر کی مثال

پی ٹائپ ٹرانزسٹر بالکل این ٹائپ ٹرانجسٹر کے مقابلہ میں کام کرتا ہے۔ جب کہ nMOS سورس کے ساتھ ایک کلوز سرکٹ بنائے گا جب وولٹیج نہ ہونے کے برابر ہو، جب وولٹیج نہ ہونے کے برابر ہو تو pMOS سورس کے ساتھ ایک اوپن سرکٹ بنائے گا۔

پی ایم او ایس ٹرانجسٹر کی مثال

جیسا کہ آپ اوپر دکھائے گئے پی ایم او ایس ٹرانزسٹر کی تصویر میں دیکھ سکتے ہیں، پی ایم او ایس ٹرانزسٹر اور این ایم او ایس ٹرانزسٹر کے درمیان فرق صرف گیٹ اور پہلی بار کے درمیان چھوٹا سا دائرہ ہے۔ یہ دائرہ وولٹیج سے قدر کو الٹ دیتا ہے۔ لہذا، اگر گیٹ 1 کی قدر کا وولٹیج کا نمائندہ بھیجتا ہے، تو انورٹر 1 کو 0 میں بدل دے گا اور اس کے مطابق سرکٹ کو کام کرنے کا سبب بنے گا۔

چونکہ pMOS اور nMOS ایک مخالف طریقے سے کام کرتے ہیں - ایک تکمیلی انداز میں - جب ہم ان دونوں کو ایک بڑے MOS سرکٹ میں جوڑتے ہیں، تو اسے cMOS سرکٹ کہا جاتا ہے، جس کا مطلب ہے تکمیلی دھاتی آکسائیڈ سیمی کنڈکٹر۔

MOS سرکٹس کا استعمال

ہم pMOS اور nMOS سرکٹس کو یکجا کر سکتے ہیں تاکہ مزید پیچیدہ ڈھانچے بنائے جائیں جنہیں GATES کہتے ہیں، خاص طور پر: لاجک گیٹس۔ ہم نے پہلے ہی ان منطقی افعال اور ان سے متعلقہ سچائی جدولوں کا تصور پچھلے بلاگ میں متعارف کرایا ہے، جسے آپ کلک کر کے تلاش کر سکتے ہیں۔ یہاں.

ہم ایک پی ایم او ایس ٹرانجسٹر جوڑ سکتے ہیں جو ماخذ سے جڑتا ہے اور ایک این ایم او ایس ٹرانجسٹر جو زمین سے جڑتا ہے۔ یہ سی ایم او ایس ٹرانزسٹر کی ہماری پہلی مثال ہوگی۔

گیٹ نہیں کی مثال

یہ cMOS ٹرانزسٹر NOT logical فنکشن کی طرح کام کرتا ہے۔

آئیے NOT Truth ٹیبل پر ایک نظر ڈالتے ہیں:

سچائی کی میز نہیں۔

سچ نہیں ٹیبل میں، ہر ان پٹ ویلیو: A الٹا ہے۔ اوپر والے سرکٹ کے ساتھ کیا ہوتا ہے؟

ٹھیک ہے، آئیے تصور کریں کہ ان پٹ ایک 0 ہے۔

0 آتا ہے اور تار کے اوپر اور نیچے دونوں pMOS (اوپر) اور nMOS (نیچے) دونوں طرف جاتا ہے۔ جب قدر 0 pMOS تک پہنچ جاتی ہے، تو یہ 1 میں الٹی ہو جاتی ہے۔ لہذا، ذریعہ سے کنکشن بند ہے. یہ 1 کی منطقی قدر پیدا کرے گا جب تک کہ زمین (ڈرین) سے کنکشن بھی بند نہ ہو۔ ٹھیک ہے، چونکہ ٹرانزسٹر تکمیلی ہیں، ہم جانتے ہیں کہ nMOS ٹرانزسٹر قدر کو الٹ نہیں کرے گا۔ لہذا، یہ 0 کی قدر لیتا ہے جیسا کہ ہے اور کرے گا - لہذا - زمین پر ایک کھلا سرکٹ بنائیں (ڈرین)۔ اس طرح، گیٹ کے لیے 1 کی منطقی قدر پیدا ہوتی ہے۔

0 کی IN قدر 1 کی OUT قدر پیدا کرتی ہے۔

اگر 1 IN کی قدر ہو تو کیا ہوتا ہے؟ ٹھیک ہے، اوپر کی طرح انہی اقدامات پر عمل کرتے ہوئے، قدر 1 pMOS اور nMOS دونوں کو بھیجی جاتی ہے۔ جب قیمت pMOS کے ذریعہ موصول ہوتی ہے، تو قدر الٹی ہو جاتی ہے 0؛ اس طرح، SOURCE سے کنکشن کھلا ہے۔ جب قیمت nMOS کے ذریعہ موصول ہوتی ہے، تو قدر الٹی نہیں ہوتی ہے۔ اس طرح، قدر 1 رہ جاتی ہے۔ جب nMOS کو 1 کی قدر موصول ہوتی ہے، تو کنکشن بند ہو جاتا ہے۔ لہذا، زمین سے کنکشن بند ہے. یہ 0 کی منطقی قدر پیدا کرے گا۔

1 کی IN قدر 0 کی OUT قدر پیدا کرتی ہے۔

ان پٹ/آؤٹ پٹ کے دو سیٹوں کو ایک ساتھ رکھنے سے حاصل ہوتی ہے:

ایک نہیں گیٹ کے لیے سچائی کی میز۔

یہ دیکھنا بہت آسان ہے کہ یہ سچائی جدول بالکل وہی ہے جو منطقی فعل پیدا نہیں کرتا ہے۔ اس طرح، یہ ایک NOT گیٹ کے طور پر جانا جاتا ہے.

کیا ہم ان دو سادہ ٹرانجسٹروں کو مزید پیچیدہ ڈھانچے بنانے کے لیے استعمال کر سکتے ہیں؟ بالکل! اگلا، ہم ایک NOR گیٹ اور ایک OR گیٹ بنائیں گے۔

NOR گیٹ کی مثال

یہ سرکٹ اوپر دو پی ایم او ایس ٹرانزسٹر اور نیچے دو این ایم او ایس ٹرانزسٹر استعمال کرتا ہے۔ ایک بار پھر، آئیے گیٹ کے ان پٹ کو دیکھتے ہیں کہ یہ کیسے برتاؤ کرتا ہے۔

جب A 0 ہے اور B 0 ہے، تو یہ گیٹ دونوں قدروں کو 1 میں الٹ دے گا جب وہ pMOS ٹرانجسٹر تک پہنچیں گے۔ تاہم، nMOS ٹرانزسٹر دونوں 0 کی قدر کو برقرار رکھیں گے۔ اس سے گیٹ 1 کی قدر پیدا کرے گا۔

جب A 0 اور B 1 ہے، تو یہ گیٹ دونوں قدروں کو الٹ دے گا جب وہ pMOS ٹرانجسٹر تک پہنچیں گے۔ لہذا، A 1 میں تبدیل ہو جائے گا اور B 0 میں تبدیل ہو جائے گا۔ یہ ماخذ کی طرف نہیں جائے گا۔ چونکہ ان پٹ کو سورس سے جوڑنے کے لیے دونوں ٹرانزسٹروں کو کلوز سرکٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔ nMOS ٹرانزسٹر اقدار کو الٹا نہیں کرتے ہیں۔ لہذا، A کے ساتھ منسلک nMOS ایک 0 پیدا کرے گا، اور B کے ساتھ منسلک nMOS ایک 1 پیدا کرے گا؛ اس طرح، B کے ساتھ منسلک nMOS زمین پر ایک بند سرکٹ پیدا کرے گا۔ یہ گیٹ کو 0 کی قدر پیدا کرنے کی طرف لے جائے گا۔

جب A 1 اور B 0 ہے، تو یہ گیٹ دونوں قدروں کو الٹ دے گا جب وہ pMOS ٹرانجسٹر تک پہنچیں گے۔ لہذا، A 0 میں بدل جائے گا اور B 1 میں تبدیل ہو جائے گا۔ یہ ماخذ کی طرف نہیں جائے گا۔ چونکہ ان پٹ کو سورس سے جوڑنے کے لیے دونوں ٹرانزسٹروں کو کلوز سرکٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔ nMOS ٹرانزسٹر اقدار کو الٹا نہیں کرتے ہیں۔ لہذا، A کے ساتھ منسلک nMOS 1 پیدا کرے گا، اور B کے ساتھ منسلک nMOS 0 پیدا کرے گا؛ اس طرح، Awill کے ساتھ منسلک nMOS زمین پر ایک بند سرکٹ پیدا کرتا ہے۔ یہ گیٹ کو 0 کی قدر پیدا کرنے کی طرف لے جائے گا۔

جب A 1 ہے اور B 1 ہے، تو یہ گیٹ دونوں قدروں کو الٹ دے گا جب وہ pMOS ٹرانجسٹر تک پہنچیں گے۔ لہذا، A 0 میں بدل جائے گا اور B 0 میں بدل جائے گا۔ چونکہ ان پٹ کو سورس سے جوڑنے کے لیے دونوں ٹرانزسٹروں کو کلوز سرکٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔ nMOS ٹرانزسٹر اقدار کو الٹا نہیں کرتے ہیں۔ لہذا، A کے ساتھ منسلک nMOS ایک 1 پیدا کرے گا، اور B کے ساتھ منسلک nMOS ایک 1 پیدا کرے گا؛ اس طرح، A کے ساتھ منسلک nMOS اور B کے ساتھ منسلک nMOS زمین پر ایک بند سرکٹ پیدا کرے گا۔ یہ گیٹ کو 0 کی قدر پیدا کرنے کی طرف لے جائے گا۔

اس طرح، گیٹ کی سچائی میز مندرجہ ذیل ہے:

NOR گیٹ کی آؤٹ پٹ۔

دریں اثنا، NOR منطقی فنکشن کا سچ ٹیبل مندرجہ ذیل ہے:

NOR منطقی فنکشن کا آؤٹ پٹ۔

اس طرح، ہم نے تصدیق کی ہے کہ یہ گیٹ ایک NOR گیٹ ہے کیونکہ یہ NOR منطقی فنکشن کے ساتھ اپنی سچائی ٹیبل کا اشتراک کرتا ہے۔

اب، ہم دونوں دروازے، جو ہم نے اب تک بنائے ہیں، ایک OR گیٹ بنانے کے لیے ایک ساتھ رکھیں گے۔ یاد رکھیں، NOR کا مطلب NOT OR؛ لہذا، اگر ہم پہلے سے ہی الٹے دروازے کو الٹ دیتے ہیں، تو ہمیں اصل واپس مل جائے گا۔ آئیے اس کو عملی جامہ پہنانے کے لیے اس کو جانچتے ہیں۔

OR گیٹ کی مثال

ہم نے یہاں کیا کیا ہے ہم نے پہلے سے NOR گیٹ لیا ہے اور آؤٹ پٹ پر NOT گیٹ لگایا ہے۔ جیسا کہ ہم اوپر دکھا چکے ہیں، NOT گیٹ 1 کی ویلیو لے گا اور 0 کو آؤٹ پٹ کرے گا، اور NOT گیٹ 0 کی ویلیو لے گا اور آؤٹ پٹ a 1 لے گا۔

یہ NOR گیٹ کی قدریں لے گا اور تمام 0s کو 1s اور 1s کو 0s میں تبدیل کر دے گا۔ اس طرح، سچائی کی میز مندرجہ ذیل ہوگی:

NOR گیٹ اور ایک OR گیٹ کی سچائی کی میز

اگر آپ ان دروازوں کو جانچنے کے لیے مزید مشق کرنا چاہتے ہیں، تو بلا جھجھک اپنے لیے مندرجہ بالا اقدار کو آزمائیں اور دیکھیں کہ گیٹ مساوی نتائج دیتا ہے!

NAND گیٹ کی مثال

میرا دعویٰ ہے کہ یہ ایک NAND گیٹ ہے، لیکن آئیے اس گیٹ کی سچائی کی میز کو جانچتے ہیں کہ آیا یہ واقعی NAND گیٹ ہے۔

جب A 0 ہے اور B 0 ہے، A کا pMOS 1 پیدا کرے گا، اور A کا nMOS 0 پیدا کرے گا۔ اس طرح، یہ گیٹ ایک منطقی 1 پیدا کرے گا کیونکہ یہ بند سرکٹ کے ذریعے منبع سے جڑا ہوا ہے اور کھلے سرکٹ کے ساتھ زمین سے منقطع ہے۔

جب A 0 ہے اور B 1 ہے، A کا pMOS 1 پیدا کرے گا، اور A کا nMOS 0 پیدا کرے گا۔ اس طرح، یہ گیٹ ایک منطقی 1 پیدا کرے گا کیونکہ یہ بند سرکٹ کے ذریعے منبع سے جڑا ہوا ہے اور کھلے سرکٹ کے ساتھ زمین سے منقطع ہے۔

جب A 1 اور B 0 ہے، B کا pMOS 1 پیدا کرے گا، اور B کا nMOS 0 پیدا کرے گا۔ اس طرح، یہ گیٹ ایک منطقی 1 پیدا کرے گا کیونکہ یہ بند سرکٹ کے ذریعے منبع سے جڑا ہوا ہے اور کھلے سرکٹ کے ساتھ زمین سے منقطع ہے۔

جب A 1 ہے اور B 1 ہے، A کا pMOS 0 پیدا کرے گا، اور A کا nMOS 1 پیدا کرے گا۔ لہذا، ہمیں B کے pMOS اور nMOS کو بھی چیک کرنا چاہیے۔ B کا pMOS 0 پیدا کرے گا، اور B کا nMOS 1 پیدا کرے گا۔ اس طرح، یہ گیٹ ایک منطقی 0 پیدا کرے گا کیونکہ یہ ایک کھلے سرکٹ کے ذریعہ منبع سے منقطع ہے اور بند سرکٹ کے ساتھ زمین سے جڑا ہوا ہے۔

سچائی میز مندرجہ ذیل ہے:

اوپر والے گیٹ کی سچائی کی میز۔

دریں اثنا، NAND منطقی فنکشن کا سچ ٹیبل مندرجہ ذیل ہے:

اس طرح، ہم نے تصدیق کی ہے کہ یہ، درحقیقت، ایک نند گیٹ ہے۔

اب، ہم ایک اور گیٹ کیسے بناتے ہیں؟ ٹھیک ہے، ہم بالکل اسی طرح ایک AND گیٹ بنائیں گے جس طرح ہم نے NOR گیٹ سے OR گیٹ بنایا تھا! ہم ایک انورٹر منسلک کریں گے!

AND گیٹ کی مثال

چونکہ ہم نے جو کچھ کیا ہے وہ NAND گیٹ کے آؤٹ پٹ پر NOT فنکشن کا اطلاق ہوتا ہے، سچائی کی میز اس طرح نظر آئے گی:

AND اور NAND کا مکمل سچائی جدول

ایک بار پھر، براہ کرم اس بات کو یقینی بنانے کے لیے تصدیق کریں کہ میں جو کچھ آپ کو بتا رہا ہوں وہ سچ ہے۔

آج، ہم نے احاطہ کیا ہے کہ pMOS اور nMOS ٹرانجسٹرز کیا ہیں اور ساتھ ہی مزید پیچیدہ ڈھانچے کی تعمیر کے لیے ان کا استعمال کیسے کیا جائے! مجھے امید ہے کہ آپ نے یہ بلاگ معلوماتی پایا۔ اگر آپ میرے پچھلے بلاگز پڑھنا چاہتے ہیں تو آپ کو نیچے دی گئی فہرست مل جائے گی۔

ایک پیغام چھوڑ دیں 

پیغام کی فہرست