如何在没有巨大压降的情况下组合多个晶体管逻辑门?


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在回答我之前的问题:晶体管逻辑门中的电阻值

我所有的电路实验板常见类型的晶体管逻辑门:
XNORNANDINVNORXORANDOR
两条黄线分别输入AB。白线是逆变器输入。

输入A=0+ B=0+ inv=0给出: 00

输入A=0+ B=1+ inv=0给出: 01

输入A=1+ B=0+ inv=0给出: 10

输入A=1+ B=1+ inv=1给出: 11

所有逻辑均工作正常,但各门之间的压降差异很大。例如,XOR从创建栅极ANDNAND并且OR栅极和每个晶体管都会增加压降。LED几乎不亮!

异或

我的目标是从晶体管构建一个4位计算器(使用我没有遇到此问题的CMOS芯片)。但是,如果每个逻辑门都导致类似这样的显着压降,那么我如何才能将10个逻辑门彼此组合在一起?我玩过很多电阻值,但是大多数组合使逻辑门无效。如何调整XOR上面的门以匹配其中的电压降,例如,这个简单的AND门?

和

编辑 (回答吉姆·迪尔登的回答)

我学到了很多东西,不能承受太多的压力,我对您的回答表示感谢!!!
图纸非常清晰,我相信将来会有很多人从中受益!

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

“一切都基于简单的逆变器电路”确实可以解决问题!
所有逻辑门,包括诸如的组合门XOR,都输出相同的:)

盖茨

异或

最好的祝愿!


示意图中的顶门看起来不对...
Ignacio Vazquez-Abrams 2013年

糟糕!现在已修正:)
安妮

@Anne这是一个学习逻辑和计算的好项目,传递我的知识是我的荣幸。我期待您的下一个问题:)
吉姆·迪尔登

Answers:


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我实际上是在60年代在学校里做的(是的,我那年老)。我们用它们来构建一个小型的,简单的“计算机”,能够进行加,减,乘和除。

您遇到的问题是您正在使用的门电路的输入和输出电压并不真正兼容。您会发现很难将一个门的输入数量扩展到超过两个,并且很可能一个门的“高”输出还不够“高”到另一个门的输入。

那时我们所做的就是将所有内容都建立在简单的反相器电路(或1个输入NOR门)上,并以此为基础。

这种方法的优势在于,您可以通过添加另一个电阻器来增加门的输入数量。任何超过0.6V的输入都将操作门。我已经显示了10K和4k7的电阻值(以匹配您的电路),但是与您以前的电路不同,这里的电阻值可以进行相当大的改变。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。按照我的图纸,我确定您可以生产您需要的任何其他门。

在此处输入图片说明

您可能还会发现这些电路有用 在此处输入图片说明

并除以2(计数器) 在此处输入图片说明


请在问题底部查看我的回复!关于晶体管不稳定多谐振荡器的一个小问题:电容器应使用什么电容?
安妮2013年

@Anne基本上,该周期由基极电阻器的值(图中为10K-或多或少)和电容器值控制。开启或关闭时间的值约为0.7CR。因此该期间将是1.4CR。通过更改每侧的值(并使它们不同),可以产生不同的标记/间距比率。对于C = 0.1uF和R = 10k(在两个晶体管上),F约为714 Hz。0.01uF将产生约7kHz,10uF将产生约7 Hz。这些值不是特别关键。
吉姆·迪尔登

@DiegoCNascimento缓冲区不会更改逻辑,因此您将需要两个NOT门
JIm Dearden

我认为NAND和AND门的标签是向后的。
Stuart

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您正在使用NPN晶体管将栅极输出上拉至6V,但是NPN晶体管在拉高节点方面并不是很好。NPN的发射极不会高于基极电压以下约0.6V。如果要使用NPN晶体管,则仅使用一个6V上拉电阻将它们连接在栅极输出和地之间。这将使您能够制造NAND,NOR和INV门,并且可以使用它们进行任何类型的逻辑处理。


感谢您的回答!老实说,“上拉电阻”的概念对我来说是全新的。我当然要深入探讨该主题!
安妮
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