如何组合多个晶体管逻辑门而不会产生巨大的压降?

电器工程 电阻晶体管逻辑
2022-01-24 23:11:35

跟进我之前的问题:晶体管逻辑门中的电阻值

我已经为所有常见类型的晶体管逻辑门制作了面包板
XNORNANDINVNORXOR 两根黄线是输入白线是逆变器输入。ANDOR
AB

输入A=0++给出 B=0inv=000

输入A=0++给出 B=1inv=001

输入A=1++给出 B=0inv=010

输入A=1++给出 B=1inv=111

所有逻辑都可以完美运行,但栅极之间的压降差异很大。例如,XOR门是由和门创建的AND并且每个晶体管都会增加电压降。LED几乎不亮!NANDOR

异或

我的目标是用晶体管构建一个 4 位计算器(使用 CMOS 芯片我没有遇到这个问题)。但是,如果每个逻辑门都会导致像这样的显着电压降,我怎么能将 10 个逻辑门相互组合呢?我玩过很多电阻值,但大多数组合使逻辑门无用。如何调整XOR上面的门以匹配电压降,例如,这个简单的AND门?

和

编辑 (回应吉姆·迪尔登的回答)

我学到了很多,不能强调我多么感谢你的回答!!!
图纸真的很清晰,相信以后会有很多人受益!

虽然很明显,但我从未意识到:
- NOR= NOT(有两个输入)
- OR= NOR+ NOT
- NAND= AND+NOT

“一切都建立在一个简单的逆变器电路上”确实成功了!
所有逻辑门,包括组合门XOR,输出相同:)

盖茨

异或

最良好的祝愿!

2个回答

我实际上是在 60 年代在学校做的(是的,我已经那么老了)。我们用它们构建了一个小而简单的“计算机”,能够进行加法、减法、乘法和除法。

您遇到的问题是您使用的门电路的输入和输出电压并不真正兼容。您会发现很难将门上的输入数量扩展到两个以上,并且很可能一个门的“高”输出对于另一个门的输入来说不够“高”。

我们当时所做的是将一切都建立在一个简单的反相器电路(或 1 个输入或非门)上并以此为基础构建。

这种方法的优点是您可以通过添加另一个电阻器来增加栅极的输入数量。任何超过 0.6V 的输入都将操作栅极。我已经展示了 10K 和 4k7 的电阻值(以匹配您的电路),但与您之前的电路不同,这里的值可以相当大地改变。例如输入 470K,输出 47k,它仍然可以正常工作。

我已经画出了一些基本的门——NOT、NOR、AND、NOR、NAND。按照我所画的,我确信您可以生产您需要的任何其他门。

在此处输入图像描述

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并除以 2(计数器) 在此处输入图像描述

您正在使用 NPN 晶体管将栅极输出拉高至 6V,但 NPN 晶体管在将节点拉高方面并不是很好。NPN 的发射极不会比基极电压低约 0.6V。如果您想使用 NPN 晶体管,则只需将它们连接在栅极输出和地之间,并使用一个上拉电阻到 6V。这将允许您制作 NAND、NOR 和 INV 门,并且您可以使用它们制作任何类型的逻辑。