二极管逻辑计算机


9

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(完成转换)?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。


3
我怀疑该问题将无法使用二极管进行“非”门操作。听到是否有任何“解决方法”会很有趣。
PeterJ

Answers:


9

当然,有可能使一台没有晶体管的计算机使用大多数功能都使用二极管逻辑。1953年之前的所有计算机都避免使用晶体管,并且其中一些使用了二极管逻辑。

但是最终您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,如果要通过逻辑传递离散脉冲而不是连续的逻辑电平。这在1940和50年代很常见)-只需交换次级绕组连接即可。

放大:假设您已排除阀门(真空管)和晶体管,那么您的选择就受到限制。对于高达几赫兹的时钟速率,继电器是一个明显的选择。除此之外,您还可以在变压器上玩一些技巧,通过在其他绕组中使用较小的电流来使铁芯进入和退出饱和状态来放大电流变化。我从未听说有人利用这种形式的“磁放大器”进行计算,因此这不可能。

另一方面,Elliot 803是一台晶体管计算机,但是它使用磁芯来实现其逻辑功能,每个门只有一个晶体管来提供增益。


6

不可能。除了二极管以外,我假设您允许使用电阻器,任何逻辑块的输出电平将比输入电平跨越更小的范围。正向压降将累加直到没有信号为止。每个门或至少在许多地方都必须放大。

但是,最大的显示限制器是,仅用二极管就无法将信号反相。这意味着没有XOR门,半加法器和全加法器,也没有办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,在该电路中,如果输入上升,则输出下降,并且下降幅度至少等于输入上升的幅度。

最后,没有办法存储一点。必须有某种维护状态的方法,例如程序计数器,寄存器,调用栈或类似的方法。触发器通过交叉连接的NOR或NAND门很容易制成。但是我们在纯二极管逻辑中没有这些。

就是说,这并不意味着二极管逻辑就没有帮助。如果做得好,一对二极管可以在TTL电路中制造便宜的小“或”门,从而节省了可能只使用1/4的芯片。(实际上,几年前,我在Science Fair项目中有两个二极管OR门。)

现在,由于获得更大的电压和信号反相非常重要,因此我开始怀疑-如果允许使用电感器,则可以对电压进行反相,并产生超出输入范围的电压。尽管仍然是无源元件,因此在每一步都失去了能量,但我想知道考虑二极管电感器逻辑是否会有些乐趣...?


1

我一直在研究一个称为Light Logic的二极管电阻器门,利用一个门,我可以创建所有八个基本门,即Buffer,NOT,AND,NAND,OR,NOR,XOR和XNOR。我的项目发布在Hackaday上,标题为:在某些逻辑上避开一些曙光。速度虽然不快,但事实证明,只要人们不局限于信号二极管和电阻器,DRL就能做到。跳出思维限制。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1N914二极管在LED的前面布线,电源和输出在LDR的布线就像DTL门一样。当然,LDR确实具有明显的反应时间,但这是创建门的一种新方法,我的目标是100%晶体管和无继电器处理器。指出,请防止杂散光暴露于LDR。


0

这是一个棘手的问题。我知道“与”门可以由二极管制成,单双掷继电器可以提供反相和放大功能。因此,从理论上看来,这是可能的!但是,应注意,在大多数情况下,由于二极管逻辑使用接地路径而不是将输入拉高(或拉低,如PNP晶体管那样),因此在大多数情况下不能替代普通的晶体管逻辑。无论如何,祝你好运!

By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.