计算机由非常多的简单逻辑单元组成, 即包含着千万以上个MOS晶体管。
本篇主要介绍MOS晶体管的工作原理和基于MOS晶体管实现逻辑门,以及逻辑门组合构建计算机的组成单元。
MOS晶体管
我们知道电路中电子的流动是通过开关来控制的,为了电子流动,电路中的各个单元需要形成回路,而通过开关的开闭来影响电路的闭合和断开,MOS晶体管就是这个开关。
分为n型和p型MOS。
n型MOS示意图。c图是简化版,上部的横线代表正极,下部的三角形代表接地.
如果在栅极G加入电压,则MOS管导通,形成通路;栅极电压为0,则MOS管断开,通路断开。
p型MOS管正好相反
两种型号的简化图如下:
因为n型和p型的相反性质(也可以说互补性质),如果在电路中同时包含两种型号的晶体管,则这种电路称为CMOS电路
即互补金属氧化物半导体。
逻辑门
我们知道了n型和p型MOS的运行机制,我们就可以用这两种组合实现逻辑门了。
非门(NOT)
首先实现的是非门(因为之后所有的逻辑门实现都需要和非门相组合)
或门和或非门(OR 和NOR)
或非门就是和或门相反的门,即两个输入任意一个不为0,结果为0,两个输入为0,则为1.
或非门的实现(先实现或非门,然后和非门组合形成或门,个人觉得原因是或非门更容易直接实现)
使用两个n型和两个p型组合形成或非门(两个p型串联在一个正极端,两个n型各连接一个接地端,输出端在中间),再和非门组合形成或门