提出了一種僅在一個晶體管上制作的正負邏輯通用無源邏輯元件。邏輯元件至少有兩個輸入,以及三個輸出:一個 OR、一個 XOR 和一個 AND,同時工作。給出了使用這種設備作為“只有兩個”邏輯元素的一部分以及 RS 觸發器的一部分的示例。
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在現代電子學中,幾乎沒有與通用邏輯元件的創建相關的出版物。下面是對正負邏輯的新型通用無源邏輯元件的描述,僅在一個晶體管上制成。通用邏輯元件(圖 1)僅包含一個雙極或場效應晶體管 Q1。它能夠在沒有自己的電源的情況下運行,它同時執行邏輯元件 OR、XOR 和 AND 的功能。它也可以用作正邏輯或負邏輯的元素,這大大擴展了其應用的可能性。
圖 1正負邏輯的通用邏輯元素。
考慮正邏輯的通用邏輯元件的操作(圖 1)。如果沒有控制信號施加到輸入 +X1 和 +X2,則輸出 +Y1 (OR)、+Y2 (XOR)、+Y3 (AND) 具有邏輯零電平。真值表如下(表1)。
表1正負邏輯通用邏輯元素真值表。
如果輸入 +X1 或 +X2 之一由“Log. 1”級,第二級“Log. 0”,則輸出 +Y1 (OR) 和 +Y2 (XOR) 將具有“Log. 1”電平,輸出+Y3(AND)將有“Log. 0”。
最后,如果電壓電平“Log. 1” 應用于輸入 +X1 和 +X2,然后輸出 +Y1 (OR) 和 +Y3 (AND) 將具有電平“Log. 1”,輸出 +Y2 (XOR) 將有“Log. 0”。
在否定邏輯的通用邏輯元素的操作過程中將觀察到類似的過程,但帶有減號。
讓我們進一步考慮使用通用邏輯元素作為“只有一個”的邏輯元素的可能性。
邏輯元件“ONLY ONE OF TWO”是確保兩個信號中僅一個從元件的輸入到其相應輸出的通道的邏輯元件。如果兩個或多個輸入信號在時間上重合,“只有一個”元素將不會將它們中的任何一個傳遞到輸出(圖 2,表 2)。邏輯元素“ONLY ONE OF TWO”是邏輯元素“ONLY ONE OF ALL”[1] 的一個特例。
圖 2邏輯元素“只有一個”。
表2邏輯元素“ONLY ONE OF TWO”的真值表。
圖 3和表 3顯示了使用兩個通用邏輯元件作為 RS 觸發器的可能性。當向輸入 X1 或 X2 施加一個短矩形脈沖時,觸發器會切換其狀態。
圖 3.基于兩個通用邏輯元件的 RS 觸發器。
表3使用兩個通用邏輯元件的 RS 觸發真值表。
上面討論的邏輯元件的優點是它們非常簡單,用途廣泛,并且能夠在很寬的輸入電壓范圍內工作:從 1 伏到數百伏。
無源通用邏輯元件的缺點包括它們的低負載能力,鑒于輸出電壓的逐漸損失,它們順序級聯的可能性很小。
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