如何用晶体管构建异或门?

在数字电子和逻辑电路的广阔世界中，异或门是信息处理中起着至关重要作用的基本组成部分。XOR是Exclusive OR的缩写。是一种逻辑运算，当高输入的个数为奇数时输出为高，当低输入的个数为偶数时输出为低。这种独特的特性使异或门成为各种应用的重要组成部分，从简单的二进制算法到复杂的数据加密算法。

在本文中，我们将探讨异或门的内部工作原理，包括其真值表、逻辑符号表示、电路图和使用晶体管的实际构造。

以前，我们已经构建了许多电子电路来执行逻辑门，如异或门，非门，非门，和门，或门，异或门。

什么是异或逻辑门?

异或门也称为异或门。电子异或门执行数字逻辑异或功能。该函数通常与标准OR函数相似，但有一个关键区别。对于OR和XOR，当任意一个输入为高时输出为高，当任意一个输入为低时输出为低。

但是，当两个输入都设为高电平时，标准或或电路将产生高输出信号，而异或电路将产生低输出信号。这种基本行为背后的原因是它被称为异或门。在最简单的异或门设计中，只需要5个晶体管。

异或门符号

异或门真值表

这个门的布尔表达式是

输出

上面的真值表清楚地表明，当异或门的两个输入端相对于对方处于不同的逻辑电平时，其输出才会变为“高电平”。如果这两个输入，A和B都在逻辑电平“1”或都在逻辑电平“0”，则输出为“0”。

异或门逻辑图

从上面的逻辑图中可以看出，出或门是由或门、非与门和与门三种不同类型的逻辑门组合而成，以产生期望的结果。

构建异或门所需的组件

因此，只需几个元件，我们就可以构建一个异或门电路。

•2N2222 (NPN)晶体管x5

•10kΩ电阻x3

•220Ω电阻x3

•按钮x2

•案板x1

•9V电池x1

•led和连接线

使用晶体管的异或门电路图

下面的电路图说明了使用5个NPN晶体管的异或门。这里，I1和I2表示两个输入，O1表示输出。

图为一个使用5个晶体管的简单异或门电路。在布局中，输入A和B都连接到9V电源。不同颜色的连接线有助于看到连接。如果电线的放置有任何不明确的地方，可以参考电路图。

栅极设计为左边两个晶体管的非与门，中间两个晶体管的开关，最后两个晶体管的或门。

在检查照片中所示的配置后，很明显，由极右电阻产生的电流无法到达地面，导致LED保持关闭。这背后的原因在于，所有的电流产生的第一个电阻器在左边是指向第一个地。因此，由于进入第三晶体管基极的电压不足，开关保持在关断位置。

在一个输入被激活的情况下，电流获得从极右晶体管流向第二地的能力。最后，当两个输入都失活时，由于电流未能进入OR栅极晶体管的基极，输出仍然关闭。这种配置可以防止电流从极右电阻流向第二地。

应用程序

从密码学的深度到错误检测的领域，异或门被证明是一个不可或缺的盟友。它具有执行位操作的能力，支持二进制加减，确保数据完整性，甚至生成奇偶校验。这种门的多功能性和优雅性已经巩固了它在无数数字系统中的作用，为塑造我们现代世界的技术进步铺平了道路。

本文编译自circuitdigest