美女機器人🤖️深情朗誦視頻版
上回我們說到pn結，在pn結兩端連接上導線就變成二極體。二極體是p型半導體和n型半導體結合而成，三極體就是p型+n型+p型，或者n型+p型+n型，簡稱pnp型或者npn型半導體。每一個半導體區域都有一個引腳端接出。pn結或者說二極體外加正向電壓可以導電，外加反向電壓就不導電，高低電位這兩種狀態正好對應了二進位中的1和0。這節課，我們一起簡單看一下利用二極體和三極體組成的基本邏輯門電路。
◉ 三極體
首先看一下三極體的特性。左邊就是三極體的結構。右邊是三極體的電路符號。E表示發射極（Emitter）、B表示基極（Base）和C表示集電極（Collector）。三極體的特性是：當b為高電位時，ec之間導通，而b為低電位時，ec之間則斷開。
了解了二極體和三極體的特性，就很容易畫出基本邏輯門電路。先來看一下或門電路。
◉ 或門電路
或門電路是用兩個二極體並聯再和電阻串聯組成的電路，粗短線表示接地，接地表示低電位。如果將a、b、c高電位用1來表示，低電位用0來表示，那麼由二極體的單向導電性可知，當a或b有一個是高電位時（即a=1或b=1時），至少就有一個二極體導通，於是R就有從上往下的電流通過，R的上端c相對於另一端是高電位，即有c=1。只有當a和b都是低電位時（a=0且b=0），兩個二極體都不導通，R上就沒有電流通過，R的上端和R的下端電勢相同，都為低電位，即c=0。
◉ 與門電路
與門電路是用兩個三極體和電阻串聯，工作原理是：當兩個三極體的基極a，b同時加上高電位時，兩個三極體都導通，於是電阻R才有由上向下的電流，這樣c端就是高電位（即c=1），不然，或者a=0，或者a=b=0，或者b=0，此任何一種情況都會使兩個三極體至少有一個處在截止狀態，這樣電路就處於斷開狀態，電阻R沒有電流通過。由於c端通過電阻R和「地」相連，地是低電位，故而c端是低電位。
◉ 非門電路
非門電路是一個三極體與電阻串聯。工作原理是：當a端高電位即a=1時，由於三極體導通，相當於c與地直接相連，於是c點的電位和地一樣，就是0。而當a=0時，由於三極體處在截止狀態，c通過R與下端高電位一樣，則有c=1。
這三種電路可以繼續組合形成或非門、與非門、異或門、異或非門等電路。
下面一起來看一個顯示數字的例子：
圖片來自《數字電子技術課程設計》：八路智力競賽搶答器的仿真電路圖，左邊有8個輸入端，右邊有7個輸出端，右邊的每個輸出端分別對應一個led，通電時就會亮起。在左邊輸入十進位數字5的二進位`00000101` 經過邏輯門電路的轉換，右邊輸出端就會相應點亮對應led，顯示出數字5。
大家可以看到，光一個數字顯示的電路就已經很複雜了，如果想設計一個計算1+1的加法運算電路，其複雜程度，就很明顯超綱了！
有了這些基本邏輯門電路，晶片設計專業人員就可以設計出超級複雜的電路。然後經過光刻，蝕刻等一些列複雜工序，就可以將電路刻到晶圓上，切下一小塊，就可以做成CPU了。
所以，一塊看似集各種高科技於一身的CPU，其底層原理，也只是由這些基本的邏輯門電路構成。