逻辑元件“异或”广泛应用于各种数字设备中。然而,在某些情况下,例如,当使用增加的操作电压时,不可能使用标准芯片。这个问题可以通过使用离散元素来解决。如果标准的AND或or逻辑元件很容易被二极管电阻电路取代,那么XOR元件的情况要复杂得多。值得注意的是,3XOR逻辑门并非由该行业制造。下面将展示如何从一组标准离散元件合成2XOR和3XOR元件。图1显示了如何从2OR和2AND逻辑元件以及VT1晶体管的组合中合成2XOR元件。反过来,元件2OR和2AND可以用它们的来自分立元件的对应物来代替。例如,二极管D1和D2以及电阻器R1和Rload(Rload>>R1)相当于逻辑元件2OR,如图1所示。二极管D3和D4以及电阻器R2等效于2AND逻辑元件。
图1 XOR逻辑元件及其使用离散元件的模拟电路。2XOR元件的第二个变体如图2所示。晶体管Q1和Q2以及电阻器R2用作2AND元件。
图2逻辑元件XOR由离散元件组成。2XOR逻辑元件的以下模拟变体是在场效应(图3)和双极(图4)晶体管上制作的。
图3场效应晶体管上的逻辑元件2XOR。
图4双极晶体管上的逻辑元件2XOR。显然,如果在输入X1和X2处存在“Log.0”电平,则在元件的输出处也将观察到“Log.0“。
当“Log.1”电平的信号被施加到其一个输入端,例如X1,并且“Log.0”电平的电压被施加到输入端X2时,该信号将通过电阻器R1和二极管D1到达器件的输出端Y。当然,输出电压将略低于输入电压,这在大多数情况下对数字设备的操作并不重要,尤其是在高电压区域工作。
当“Log.1”电平信号施加到输入X2,而“Log.0”电平信号施加到输入X1时,也会出现类似的情况。
如果信号为“对数1”,则施加到器件的两个输入端,晶体管Q1和Q2都将断开,并禁止输入信号通过到器件的输出端。3XOR逻辑元件的类似物,如图5和图6,比以前的要复杂得多,但值得考虑的是,由于执行的复杂性增加或其他原因,没有产生微电路形式的此类元件。表1(真值表)根据输入信号的集合来表征3XOR逻辑元件的输出信号电平。
图5双极晶体管上的逻辑元件3XOR。
图6场效应晶体管上的逻辑元件3XOR。
表1 3XOR逻辑元件的真值表。
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