二极管桥和晶体管构建的XOR/XNOR功能

在用高于常见的电源电压(如24V)设计逻辑电路时，可以结合使用标准逻辑系列与一只稳压器，通过电平转换器做接口。另外，如果逻辑并不太复杂，速度也不是非常高，可以用分立元件建立门控电路，直接用当前电压运行。分立元件的AND、OR和NOT功能都相对简单明确，但XOR和XNOR功能通常需要多个AND、OR和NOT基础功能的组合。

　　本例给出了一种不常见方法，用两只电阻、四只二极管和一只晶体管，就能完成异或功能。NPN结构获得的是XNOR运算，而PNP结构则得到XOR运算。

　　考虑图1a中的XNOR电路。当A或B两个门的输入为相反逻辑态时，基射结上有一个高电压压降减低电压再减1.2V，得到的电压做正偏。晶体管导通，集电极的逻辑零电压大约为0.6+VL+VCE，其中VL为低电压，VCE是集射电压。当输入A和B为相同逻辑态时，晶体管基射结不能正偏，因此输出Y为电源电压。

　　图1，XNOR(a)和XOR运算(b)的分立实现能够使标准逻辑系列在较高电源电压下运行。

　　集电极上6.8kΩ的选择要看驱动A和B输入端的是标准TTL逻辑还是CMOS逻辑，可根据应用来选择。CMOS4000系列能够在5V电源下可靠地供出或吸入1mA。低速TTL可以供出0.4mA，吸入8mA。对于基极电流，一个0.4mA的逻辑1驱动电流就足够了，但是A或B端的逻辑0形成了射极电流，CMOS的1mA吸入电流极限就成问题了。在有1mA净电流，输出负载维持在大约250μA时，必须选择一只6.8kΩ电阻(0.75mA×6.8kΩ)才能获得大约5V压降。

　　然后，考虑XOR结构，此时无论A或B的逻辑0都是相对基极，而逻辑1是相对射极。Y上的逻辑1电压为VH-0.6V-VCE，而逻辑0约为0V，但通过集电极电阻限制了电流。

　　这里的问题是，TTL逻辑1的输出电流大约为0.4mA，这是晶体管的射极电流。集电极电阻选10kΩ时，其电压降可以达到近4V。这个电平足以驱动CMOS负载，但对TTL则不然，当Y为逻辑0时，其逻辑0的输入至少需要0.4mA的电流。10kΩ无法提供这一电流。但是，采用前面的X NOR 结构，并在Y后另加反相晶体管，就得到了XOR功能(图1b)。XOR似乎只适用于A 和B端的CMOS/TTL输入，只能在输出Y 驱动CMOS。