Comment combiner plusieurs portes logiques à transistors sans chute de tension gigantesque?

Suite à ma question précédente: valeurs des résistances dans les portes logiques des transistors

J'ai breadboarded tous les types courants de portes logiques transistor:
XNOR, NAND, INV, NOR, XOR, ANDet OR.
Les deux fils jaunes sont entrés Aet B. Le fil blanc est l'entrée de l'onduleur.

L'entrée A=0+ B=0+ inv=0donne:

L'entrée A=0+ B=1+ inv=0donne:

L'entrée A=1+ B=0+ inv=0donne:

L'entrée A=1+ B=1+ inv=1donne:

Toute logique fonctionne parfaitement, mais la chute de tension diffère considérablement entre les portes. Par exemple, la XORgrille est créée à partir de AND, NANDet des ORportes et chaque transistor augmente la chute de tension. La LED s'allume à peine!

Mon objectif est de construire une calculatrice 4 bits à partir de transistors (en utilisant des puces CMOS je n'ai pas rencontré ce problème). Mais si chaque porte logique entraîne des chutes de tension importantes comme celles-ci, comment puis-je combiner 10 portes logiques les unes derrière les autres? J'ai joué avec de nombreuses valeurs de résistance, mais la plupart des combinaisons rendent les portes logiques inutiles. Comment ajuster la XORgrille ci-dessus pour correspondre à la chute de tension dans, par exemple, cette simple ANDporte?

EDIT (réponse à la réponse de JIm Dearden)

J'ai beaucoup appris et je ne saurais trop insister sur le fait que j'apprécie votre réponse !!!
Les dessins sont vraiment clairs, je suis sûr que beaucoup de gens en bénéficieront à l'avenir!

Bien que vraiment évident, je n'ai jamais réalisé:
- NOR= NOT(avec deux entrées)
- OR= NOR+ NOT
- NAND= AND+NOT

Le "baser tout sur un simple circuit inverseur" fait bien l'affaire!
Toutes les portes logiques, y compris les portes combinées comme XOR, produisent la même chose:)

Meilleurs vœux!

J'ai fait ça à l'école dans les années 60 (oui je suis si vieux). Nous les avons utilisés pour construire un petit et simple «ordinateur» capable d'addition, de soustraction, de multiplication et de division.

Le problème que vous avez est que les entrées et les tensions de sortie du circuit de grille que vous utilisez ne sont pas vraiment compatibles. Vous auriez du mal à augmenter le nombre d'entrées sur une porte au-delà de deux et il est fort probable que la sortie «élevée» d'une porte ne soit pas assez «élevée» pour l'entrée d'une autre.

Ce que nous avons fait à l'époque était de tout baser sur un circuit inverseur simple (ou 1 porte NOR) et de construire à partir de cela.

L'avantage de cette approche est que vous pouvez augmenter le nombre d'entrées sur la grille en ajoutant une autre résistance. Toute entrée supérieure à 0,6 V actionnera le portail. J'ai montré des valeurs de résistance de 10K et 4k7 (pour correspondre à votre circuit) mais contrairement à vos circuits précédents, les valeurs ici peuvent être considérablement modifiées. par exemple entrée 470K, sortie 47k et cela fonctionne toujours très bien.

J'ai dessiné certaines des portes de base - PAS, NI, ET, NOR, NON-ET. Après ce que j'ai dessiné, je suis certain que vous pouvez produire n'importe quelle autre porte dont vous avez besoin.

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Et une division par 2 (contre)

Vous utilisez des transistors NPN pour tirer la sortie de la porte jusqu'à 6 V, mais les transistors NPN ne sont pas très bons pour tirer un nœud haut. L'émetteur du NPN ne dépassera pas environ 0,6 V en dessous de la tension à la base. Si vous souhaitez utiliser des transistors NPN, connectez-les uniquement entre la sortie de la grille et la masse avec une résistance de rappel à 6V. Cela vous permettra de créer des portes NAND, NOR et INV et vous pourrez créer le type de logique que vous souhaitez avec celles-ci.