我想和一些年轻人一起研究一些基本的逻辑电路，并想从头开始构建它们（晶体管），如果可能的话，不要使用逻辑门。
我们已经完成了基础操作：缓冲区、NOT、AND、OR、NAND、XOR 仅使用 NPN MOSFET 和电阻器。我们甚至可以使用 D 型锁存器。例如，我们正在使用的 AND 门是这样构建的：
问题在于，随着电路变得越来越复杂，晶体管发射器馈入其他晶体管基极，我只能通过非常仔细地平衡电阻值来确保晶体管在应该触发时触发。
我希望能够构建模块化逻辑门，它们是相同的，可以相互插入，而无需仔细计算电阻值。
另一个限制是我们目前有 200 个 BC547ATA NPN 晶体管和一大堆电阻器，因此如果无需购买更多组件即可实现，那将是理想的。
如果您只有 NPN 和电阻器，您将需要使用某种形式的RTL。这里，基本逻辑元件是或非门。单晶体管门使用更少的晶体管（显然），但多晶体管门在几个方面更稳健。
这里有一个教学机会，展示 NOR 门是如何成为“通用”逻辑元件的——所有其他功能都可以通过 NOR 门（包括简并 1 输入 NOR 门或反相器）的组合来创建。
甚至大型系统也是以这种方式构建的。原始Cray-1 的逻辑完全使用 4 输入和 5 输入 ECL NOR 门实现！
一种实现策略是在单内联模块上构建单独的 3、4 或 5 输入门，如下所示：
（来源）
这些很容易插入面包板插座，让学生专注于他们正在构建的逻辑。如果您需要大量它们，请制作定制的 PCB。
如果您真的有野心，您可以将它们插入通用绕线卡，用于更大的项目和更持久的实施。
使用 MOSFET 构建分立逻辑比双极晶体管容易得多，因为高栅极阻抗可以防止您描述的问题。NMOS电路比 CMOS 更容易（因为它具有较低的功率，所以更常用）。
我认为您想遵循 TTL 逻辑。我自己没有做过，但是当你把更多的晶体管放在一起时，你展示的这种简单的晶体管布线问题很容易失败。
所以这里是TTL的做事方式。这是一个与非门
我在这里找到了一个很好的指导——你可能也想加入一些更小的二极管电阻逻辑——是你正在进入发射器。这让学生们了解逻辑位如何“流动”与电流如何流动之间的区别，你知道，了解逻辑 0 状态意味着输出元件需要吸收电流这一事实（与二极管和门）。
而且您不需要双发射极晶体管，我已经读过您可以将两个晶体管并联连接，将基极和集电极连接在一起并分离发射极。
PS：如果你可以使用我的方法（请反馈）并且你发现你现在需要更多的晶体管，我会再捐赠 200 个给你的项目。
图腾柱输出级也将是有趣的实验。整个九码：集电极开路、常开、三态。很酷的项目。
下面的模块可能是一个更好的起点。
电阻值可能需要调整以适应。
我展示了 BC337-40，因为它们既便宜又出色。BC547 也是可以接受的。较低 β 晶体管可能需要较小的基极电阻值，但集电极和基极电阻之间的高比率可最大限度地减少负载。
注意 AND 是如何工作的。通过二极管的输入停止 R1 将基极拉高。
所以一个开路输入相当于一个高输入。
没有输入的逆变器输入是不确定的。如果容易悬空，则在输入端添加例如 100k 接地。
缓冲器有一个 Vbe 压降，但应该可以通过串联电阻将 LED 驱动至接地。降低基极电阻值以获得更多 LED 驱动。
