先說一下半導體,啥叫半導體?就是介于導體和絕緣體中間的一種東西,比如二極管。
電流可以從A端流向C端,但反過來則不行。你可以把它理解成一種防止電流逆流的東西。
當C端10V,A端0V,二極管可以視為斷開。
當C端0V,A端10V,二極管可以視為導線,結果就是A端的電流源源不斷的流向C端,導致Zui后的結果就是A端=C端=10V。
等等,不是說好的C端0V,A端10V么?咋就變成結果是A端=C端=10V了?你可以把這個理解成初始狀態,當Zui后穩定下來之后就會變成A端=C端=10V。
文科的童鞋們對不住了,實在不懂問高中物理老師吧。反正你不能理解的話就記住這種情況下它相當于導線就行了。
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利用半導體的這個特性,我們可以制作一些有趣的電路,比如【與門】。
我們把這個裝置成為【與門】,把有電壓的地方計為1,0電壓的地方計為0。至于具體幾V電壓,那不重要。
也就是AB必須同時輸入1,輸出端Y才是1;AB有一個是0,輸出端Y就是0。
其他還有【或門】【非門】和【異或門】,跟這個都差不多,或門就是輸入有一個是1輸出就是1,輸入00則輸入0。
非門也好理解,就是輸入1輸出0,輸入0輸出1。
異或門難理解一些,不過也就那么回事,輸入01或者10則輸出1,輸入00或者11則輸出0。(即輸入兩個一樣的值則輸出0,輸入兩個不一樣的值則輸出1)。
這幾種門都可以用二極管或者三極管做出來,具體怎么做就不演示了,有興趣的童鞋可以自己試試。當然實際并不是用二極管三極管做的,因為它們太費電了。實際是用場效應管(也叫MOS管)做的。
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然后我們就可以用門電路來做CPU了。當然做CPU還是挺難的,我們先從簡單的開始:加法器。
加法器顧名思義,就是一種用來算加法的電路,Zui簡單的就是下面這種。
AB只能輸入0或者1,也就是這個加法器能算0+0,1+0或者1+1。
輸出端S是結果,而C則代表是不是發生進位了,二進制1+1=10嘛。這個時候C=1,S=0。
費了大半天的力氣,算個1+1是不是特別有成就感?
那再進一步算個1+2吧(二進制01+10),然后我們就發現了一個新的問題:第二位需要處理第一位有可能進位的問題,所以我們還得設計一個全加法器。
每次都這么畫實在太麻煩了,我們簡化一下。
也就是有3個輸入2個輸出,分別輸入要相加的兩個數和上一位的進位,然后輸入結果和是否進位。
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