利用晶体管设计OR门

正如我们许多人所知，集成电路或IC是许多小电路在一个小封装中的组合，它们一起执行任务。像运算放大器或555定时器IC是由许多晶体管、触发器、逻辑门和其他组合数字电路组合而成的。类似地，触发器可以通过使用逻辑门的组合来构建，逻辑门本身可以通过使用几个晶体管来构建。

逻辑门是许多数字电子电路的基础。从基本的触发器到微控制器，逻辑门形成了比特如何存储和处理的基本原理。它们使用算术逻辑说明系统的每个输入和输出之间的关系。有许多不同类型的逻辑门，每一个都有不同的逻辑，用于不同的目的。但本文的重点将放在OR门上，因为稍后我们将使用BJT晶体管电路构建OR门，类似于我们之前构建的AND门晶体管电路。

OR逻辑门

OR门实现布尔“析取”，也就是说，它有助于找到给定二进制输入的最大值。

或门的电路符号如图1所示，曲线端为输入，尖端为输出。它们遵循的逻辑很简单，如果任何一个输入为真，或者输入A或输入B为真，输出为真。OR门真值表如下所示。

这个原则可以扩展到需要的任意多个输入，如果任何一个(或至少一个)输入为真，则输出为真。在本文中，我们将使用晶体管构建一个OR逻辑门，如果您想了解更多关于OR门及其工作原理，您可以查看OR门文章的基础知识。

部分要求

•NPN小信号晶体管(2N2222、BC547等)

•1 k电阻

•10 k电阻

或门使用晶体管-电路图

第一个版本的OR门是最简单的一个-它由两个并联的发射极跟随器共享一个共同的发射极电阻。

上面的电路图显示了使用NPN晶体管构建OR门的最简单方法。当输入A保持高位时，小电流通过晶体管Q22的基极。这使Q22接通，并且(相对)大电流从集电极流向发射极。电流通过发射极电阻下降。发射极电阻两端的电压为VCC - 0.7V，因此输出“跟随”输入，增益略小于1。当输入B保持高位时也会发生同样的事情。当两个输入端都保持高电平时，两个晶体管都是有效的，但是相同的电压在发射极电阻上下降，输出端仍然是高电平。该电路表现出完美的或行为。将开关和led连接到输入，可以更好地显示电路的行为，如下图所示。

情况1：当两个输入都低时，输出低

案例2：当一个输入低而另一个输入高时，输出高

情况3：反之，当其他输入低时，输出高

案例4：最后，当两个输入都高时，输出也高

正如您所看到的，电路正在工作，并遵循我们之前讨论过的真值表。如果你对这个粗糙的电路感到满意，你可以停在这里，但如果你想对电路进行一些改进，请继续阅读。

使用晶体管的OR门-改进版本

上面所示的电路是一个非常简单的OR门实现，但由于一些原因，这种电路很少用于ic的制造。如果我们将一个输入连接到VCC，一个开关连接到另一个输入，探测输入和开关，并在开关的上升沿上触发，我们注意到一个小问题。

输出只在一段时间后才变高，即对输入没有立即响应。从输入到输出所花费的时间称为传播延迟。当输入被移除时也会发生同样的事情。输出需要一些时间才能返回地面。

这是因为晶体管的基极电容。一种解决方案是降低所有电阻器的值，以便更多的电流流动和电容被快速充电。但这将导致过多的功耗。为了避免这种情况，我们在基极电阻上增加了两个小的(<10nF)“加速”电容器，以减少“存储”时间。

另一个问题是，这个电路吸收的电流不能和它输出的电流一样多。采购不是问题，因为至少有一个晶体管打开(当至少一个输入高时)直接连接到输出，因此输出可以提供相当大的电流。

然而，当晶体管关断时，只有1K电阻把输出拉下来，吸收电流是有限的。为了使驱动对称，增加了一个输出推挽级。这两种修改都大大减少了上升和下降的传播延迟。

OR门的应用

与与门一起，或门构成了所有逻辑电路的一个组成部分。例如，如果微控制器需要监控10个输入，则10个输入OR门将告诉控制器是否有任何一个输入是高的，而不需要10个输入引脚。

本文编译自circuitdigest