是否可以仅使用二极管逻辑而不使用晶体管来构建计算机(图灵完备)?我知道 DTL 是一回事,但据我所知,他们使用晶体管来放大信号。
二极管逻辑计算机
当然可以制造没有晶体管的计算机,使用二极管逻辑来实现大多数功能。1953 年之前的所有计算机都避免使用晶体管,其中一些大量使用二极管逻辑。
但最终你需要某种形式的放大和反转。
使用变压器可以轻松实现反转(至少,如果您通过逻辑传递离散脉冲而不是连续逻辑电平。这在 1940 年代和 50 年代很常见) - 只需交换次级绕组连接。
放大:假设您排除了阀门(真空管)以及晶体管,您的选择有限。对于高达几赫兹的时钟频率,继电器是一个明显的选择。除此之外,您可以在变压器上使用一些技巧来放大电流变化,方法是在其他绕组中使用较小的电流,使其磁芯进入和退出饱和状态。我从来没有听说过有人利用这种形式的“磁放大器”进行计算,所以这可能是不可能的。
另一方面,Elliot 803是一台晶体管计算机,但它使用磁芯实现其逻辑功能,每个门只有一个晶体管来提供增益。
不可能的。只有二极管,我想你允许电阻,任何逻辑块的输出电平将跨越比输入电平更小的范围。正向电压降会累积起来,直到没有信号为止。每个门都必须有放大,或者至少在很多地方。
不过,最大的阻碍是,仅使用二极管就无法反转信号。这意味着没有异或门,或半加器和全加器,无法测试两个位是否相同或不同。您必须设计一个二极管电路,如果输入上升,则输出下降,并且至少与输入上升一样多。
最后,没有办法存储一点。必须有某种方式来维护状态,例如程序计数器、寄存器、调用堆栈或类似的东西。使用交叉连接的 NOR 或 NAND 门很容易制作触发器。但是我们没有纯二极管逻辑中的那些。
也就是说,这并不意味着一点点二极管逻辑没有帮助。如果处理得当,一对二极管可以在 TTL 电路中制作一个便宜的小 OR 门,从而节省可能仅使用 1/4 的芯片。(事实上,几年前我的科学博览会项目中有一个两个二极管或门。)
现在,由于获得更大的电压和信号的反相很重要,我开始怀疑 - 如果你允许电感器,你可以反相电压并产生超出输入范围的电压。虽然仍然是无源元件,因此每一步都会损失能量,我想知道考虑二极管电感逻辑是否有一些乐趣......?
我一直在研究一个二极管电阻门,我称之为 Light Logic,通过一个门,我可以创建所有八个基本门,即 Buffer、NOT、AND、NAND、OR、NOR、XOR 和 XNOR。我的项目在 Hackaday 上发布为,在一些逻辑上阐明一点. 速度不快,但它证明如果人们不将自己限制在信号二极管和电阻器上,DRL 可以做到这一切。打破常规思考问题。基本上,光逻辑门是耦合到光敏电阻/LDR 的 LED。这种组合就像 NPN 晶体管一样充当开关。输入 1N914 二极管连接在 LED 之前,电源和输出连接到 LDR,就像 DTL 门一样。当然,LDR 确实有明显的反应时间,但这是一种创建门的新方法,我的目标是 100% 的晶体管和无继电器处理器。点,避免杂散光暴露在 LDR 上。
这是一个棘手的问题。我知道“与”门可以由二极管制成,单拉双掷继电器可以提供反转和放大。所以看起来有可能(理论上)!但是,应该注意的是,二极管逻辑在大多数情况下不能直接替代普通晶体管逻辑,因为它使用接地路径而不是将输入拉高(或拉低,如 PNP 晶体管)。不管怎样,祝你好运!