Сумматор на одном транзисторе

Печатные платы, программируемая логика, разработка и изготовление аппаратуры

Moderator: Shaos

User avatar
Zeluk
Junior
Posts: 6
Joined: 24 Aug 2017 02:26

Сумматор на одном транзисторе

Post by Zeluk »

Недавно надыбал кучу транзисторов, решил снова пытаться собрать что-то околокомпьютерное. При этом, так как транзисторов много, и чем их больше тем больше их паять а потом разбираться какой-же из них сломался, решил стремиться достигнуть максимум функционала с минимумом транзисторов. Начинаю с АЛУ, так как думаю это должна быть относительно несложная в тестировании и стандартная сосавляющая процессора. Делать АЛУ, которое вычисляет только NAND или NOR, конечно проще, но не интересно и банальные операции в программах больше тактов займут, поэтому решил делать сумматор. После плодотворных размышлений, гугления и ковыряний в носу над тетрадкой удалось понизить количество необходимых транзисторов с 20 до где-то 14, когда нашел реализацию ксора на 5 транзисторов. Но потом подумал - а что если кто-то изобрел еще более оптимальную схему? Загуглил и нашел вот ЭТО:

https://www.instructables.com/One-Transistor-Full-Adder/

Выглядит оно вот так:

Image

Тут же попытался "собрать" это чудо в falstad, но что-то он у меня не работает, как ни кручу транзисторы со светодиодами на выходах, результат не очень правильный выходит. Проверил дату когда выложили статью - нет, не первое апреля. При этом нигде больше в интернете я упоминания подобной гениальной схемы не нашел, не знаю почему никто её не использовал. Что с ней может быть не так? Прикрепляю схему со своей аматорской попыткой добавить входы и выходы.
You do not have the required permissions to view the files attached to this post.
User avatar
Zeluk
Junior
Posts: 6
Joined: 24 Aug 2017 02:26

Re: Сумматор на одном транзисторе

Post by Zeluk »

Так, я не до конца понял что я сделал, но это выглядит похожим на рабочий вариант с диодом Зенера. Посмотрем выйдет ли из этого что-то в железе или на более продвинутом симуляторе.
one-transistor-adder.png
You do not have the required permissions to view the files attached to this post.
User avatar
Shaos
Admin
Posts: 24119
Joined: 08 Jan 2003 23:22
Location: Silicon Valley

Re: Сумматор на одном транзисторе

Post by Shaos »

Я в 2016 году экспериментировал с германиевыми транзисторами строя банальный NAND и пользуясь вводными из приложения ЮТ: viewtopic.php?t=11454

P.S. А в этой схеме "сумматора" на одном транзисторе мне не нравится Cout - там же типа аналоговый сигнал будет с разными уровнями?...
Я тут за главного - если что шлите мыло на me собака shaos точка net
User avatar
Zeluk
Junior
Posts: 6
Joined: 24 Aug 2017 02:26

Re: Сумматор на одном транзисторе

Post by Zeluk »

P.S. А в этой схеме "сумматора" на одном транзисторе мне не нравится Cout - там же типа аналоговый сигнал будет с разными уровнями?...
Да, оригинальным аватором схемы так и задумано - Cout выдаёт 4 разных уровня в зависимости от количества активных входов (0-3), просто суммирует напряжения. Мы считаем за логическую единицу уровень когда у нас активны 2 и более входа. Может там стабилитрон и транзистор поставить :ewink:?
User avatar
Lavr
Supreme God
Posts: 16716
Joined: 21 Oct 2009 08:08
Location: Россия

Re: Сумматор на одном транзисторе

Post by Lavr »

Zeluk wrote: 10 Jul 2025 04:40...нигде больше в интернете я упоминания подобной гениальной схемы не нашел, не знаю почему никто её не использовал. Что с ней может быть не так?
Эти схемы были довольно широко известны на заре транзисторной эпохи.
Отказались от них из-за их низкой помехоустойчивости, поскольку в общем-то она обеспечивает надёжность
работы сложных цифровых систем.
Да и быстродействие имеет физический предел, и оставляет желать лучшего... :-?
Поэтому ТТЛ-микросхемы по этим параметрам сразу выиграли, несмотря на относительную сложность схемы
и приличную потребляемую мощность.
iLavr
User avatar
Zeluk
Junior
Posts: 6
Joined: 24 Aug 2017 02:26

Re: Сумматор на одном транзисторе

Post by Zeluk »

Lavr wrote: 12 Jul 2025 09:15
Zeluk wrote: 10 Jul 2025 04:40...нигде больше в интернете я упоминания подобной гениальной схемы не нашел, не знаю почему никто её не использовал. Что с ней может быть не так?
Эти схемы были довольно широко известны на заре транзисторной эпохи.
Отказались от них из-за их низкой помехоустойчивости, поскольку в общем-то она обеспечивает надёжность
работы сложных цифровых систем.
Да и быстродействие имеет физический предел, и оставляет желать лучшего... :-?
Поэтому ТТЛ-микросхемы по этим параметрам сразу выиграли, несмотря на относительную сложность схемы
и приличную потребляемую мощность.
Про быстродействие все верно сказано, сам автор статьи пишет что выжал из этого "сумматора" около 15 килогерц.
А книжек или статей про схемы зари транзисторной эпохи не найдется? Может там еще какие интересные аналогово-цифровые трюки жертвующие помехоустойчивостью и быстродействием в пользу простоты схемы. Что следующее? Множитель на одном транзисторе?
Из того что приходит в голову - можно аналогово хранить много промежуточных значений (а не только 0 и 1) в большииииих конденсаторах :D