“異或”邏輯元件廣泛應(yīng)用于各種數(shù)字設(shè)備中。然而,在某些情況下,例如,當(dāng)使用更高的工作電壓時(shí),使用標(biāo)準(zhǔn)芯片是不可能的。這個(gè)問題可以通過使用離散元來解決。
如果標(biāo)準(zhǔn)的 AND 或 OR 邏輯元件很容易被二極管電阻電路取代,那么 XOR 元件的情況就復(fù)雜得多。值得注意的是,3XOR 邏輯門并非由工業(yè)制造。下面將展示如何從一組標(biāo)準(zhǔn)的離散元素中合成 2XOR 和 3XOR 元素。
圖 1顯示了如何從 2OR 和 2AND 邏輯元件以及 VT1 晶體管的組合中合成 2XOR 元件。反過來,元素 2OR 和 2AND 可以用離散元素中的對應(yīng)元素替換。例如,二極管 D1 和 D2,以及電阻器 R1 和 Rload (Rload 》》 R1) 相當(dāng)于一個(gè)邏輯元件 2OR,圖 1。二極管 D3 和 D4,以及電阻器 R2,相當(dāng)于一個(gè)邏輯元件2AND 邏輯元素。
圖 1 XOR 邏輯元件及其使用分立元件的模擬。
2XOR 元件的第二種變體如圖 2所示。晶體管 Q1 和 Q2 以及電阻器 R2 用作 2AND 元件。
圖2由分立元件組成的邏輯元件異或。
以下 2XOR 邏輯元件的模擬變體是在場效應(yīng)(圖 3)和雙極(圖 4)晶體管上制作的。
圖 3場效應(yīng)晶體管上的邏輯元件 2XOR。
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圖 4雙極晶體管上的邏輯元件 2XOR。
顯然,如果“Log. 0”電平出現(xiàn)在輸入 X1 和 X2,“Log. 0”也將在元素的輸出端被觀察到。
當(dāng)“Log. 1”電平應(yīng)用于其輸入之一,例如,X1,以及“Log.1”的信號。0”電平施加到輸入端X2,該信號將通過電阻R1和二極管D1到達(dá)設(shè)備的輸出Y。當(dāng)然,輸出電壓會略低于輸入電壓,這在大多數(shù)情況下對數(shù)字設(shè)備的運(yùn)行并不重要,尤其是在高壓區(qū)域工作。
當(dāng)一個(gè)“Log. 1”電平信號被施加到輸入 X2,一個(gè)“Log. 0”電平信號施加到輸入 X1。
如果信號是“Log. 1” 應(yīng)用于設(shè)備的兩個(gè)輸入端,晶體管 Q1 和 Q2 都將打開并禁止輸入信號通過設(shè)備的輸出端。
3XOR 邏輯元件的類似物,圖 5和圖 6,比以前的要復(fù)雜得多,但值得考慮的是,由于執(zhí)行的復(fù)雜性增加或出于其他原因,這種微電路形式的元件沒有生產(chǎn)。 表 1(真值表)根據(jù)輸入信號集表征 3XOR 邏輯元件的輸出信號電平。
圖 5雙極晶體管上的邏輯元件 3XOR。
圖 6場效應(yīng)晶體管上的邏輯元件 3XOR。
表 1 3XOR 邏輯元件的真值表。