提出了一種僅在一個(gè)晶體管上制作的正負(fù)邏輯通用無(wú)源邏輯元件。邏輯元件至少有兩個(gè)輸入,以及三個(gè)輸出:一個(gè) OR、一個(gè) XOR 和一個(gè) AND,同時(shí)工作。給出了使用這種設(shè)備作為“只有兩個(gè)”邏輯元素的一部分以及 RS 觸發(fā)器的一部分的示例。
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在現(xiàn)代電子學(xué)中,幾乎沒(méi)有與通用邏輯元件的創(chuàng)建相關(guān)的出版物。下面是對(duì)正負(fù)邏輯的新型通用無(wú)源邏輯元件的描述,僅在一個(gè)晶體管上制成。通用邏輯元件(圖 1)僅包含一個(gè)雙極或場(chǎng)效應(yīng)晶體管 Q1。它能夠在沒(méi)有自己的電源的情況下運(yùn)行,它同時(shí)執(zhí)行邏輯元件 OR、XOR 和 AND 的功能。它也可以用作正邏輯或負(fù)邏輯的元素,這大大擴(kuò)展了其應(yīng)用的可能性。

圖 1正負(fù)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(méi)有控制信號(hào)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(fù)邏輯通用邏輯元素真值表。
如果輸入 +X1 或 +X2 之一由“Log. 1”級(jí),第二級(jí)“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(yīng)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(guò)程中將觀察到類似的過(guò)程,但帶有減號(hào)。
讓我們進(jìn)一步考慮使用通用邏輯元素作為“只有一個(gè)”的邏輯元素的可能性。
邏輯元件“ONLY ONE OF TWO”是確保兩個(gè)信號(hào)中僅一個(gè)從元件的輸入到其相應(yīng)輸出的通道的邏輯元件。如果兩個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)在時(shí)間上重合,“只有一個(gè)”元素將不會(huì)將它們中的任何一個(gè)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(gè)特例。

圖 2邏輯元素“只有一個(gè)”。

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(gè)通用邏輯元件作為 RS 觸發(fā)器的可能性。當(dāng)向輸入 X1 或 X2 施加一個(gè)短矩形脈沖時(shí),觸發(fā)器會(huì)切換其狀態(tài)。

圖 3.基于兩個(gè)通用邏輯元件的 RS 觸發(fā)器。

表3使用兩個(gè)通用邏輯元件的 RS 觸發(fā)真值表。
上面討論的邏輯元件的優(yōu)點(diǎn)是它們非常簡(jiǎn)單,用途廣泛,并且能夠在很寬的輸入電壓范圍內(nèi)工作:從 1 伏到數(shù)百伏。
無(wú)源通用邏輯元件的缺點(diǎn)包括它們的低負(fù)載能力,鑒于輸出電壓的逐漸損失,它們順序級(jí)聯(lián)的可能性很小。
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