Se tutto ciò che hai sono NPN e resistori, ti consigliamo di utilizzare una qualche forma di RTL. Qui, l'elemento logico di base è il gate NOR. Il gate a un transistor utilizza meno transistor (ovviamente), ma il gate a più transistor è più robusto in diversi modi.

E qui c'è un'opportunità di insegnamento, per mostrare come il gate NOR sia un elemento logico "universale": tutte le altre funzioni possono essere create da combinazioni di porte NOR (incluso il gate NOR a 1 ingresso degenere, o inverter).

Anche i sistemi di grandi dimensioni sono stati costruiti in questo modo. La logica di Cray-1 originale è stata interamente implementata utilizzando gate NOR ECL a 4 e 5 ingressi!

Una strategia di implementazione potrebbe essere quella di creare gate individuali a 3, 4 o 5 ingressi su moduli single-inline come questi:

( fonte)

Questi sono facili da collegare a una presa breadboard, consentendo agli studenti di concentrarsi sulla logica che stanno costruendo. Se ne hai bisogno di un gran numero, fai realizzare un PCB personalizzato.

E se sei davvero ambizioso, puoi inserirli in una scheda wirewrap universale per progetti più grandi e un'implementazione più permanente.

Costruire logica discreta con MOSFET è molto più semplice dei transistor bipolari, perché l'elevata impedenza di gate previene il problema che descrivi.I circuiti NMOS sono più facili di CMOS (che è più comunemente usato perché ha una potenza inferiore).

Penso che tu voglia seguire la logica TTL. Non l'ho fatto da solo, ma il problema con questo semplice cablaggio di transistor che stai mostrando tende a fallire quando ne metti più insieme.

Quindi ecco il modo TTL di fare le cose. Questa è una porta NAND

quello che trovo una buona istruzione qui - e potresti voler aggiungere anche una logica di resistenza a diodi più piccola - è che stai inserendo gli emettitori. Ciò fa sì che gli studenti apprezzino la differenza tra il modo in cui i bit logici "fluiscono" rispetto a come scorrono le correnti, sai, apprezzando il fatto che uno stato logico 0 significa che l'elemento di uscita deve assorbire corrente (questa è la stessa lezione con il diodo AND cancello).

E non hai bisogno di transistor a doppio emettitore, ho letto che puoi semplicemente collegare due transistor in parallelo, base e collettore insieme ed emettitori separati.

PS: se puoi utilizzare il mio approccio (per favore riferisci) e scopri che ora hai bisogno di più transistor, ne donerò altri 200 al tuo progetto.

Anche lo stadio di uscita totem-pole sarà interessante da sperimentare. L'intera nove yard: open collector, normale sempre accesa e tre stati. Fantastico progetto.

I moduli seguenti possono essere un punto di partenza migliore.
Potrebbe essere necessario adattare il valore del resistore.

Ho mostrato BC337-40 perché sono economici e superbi.Anche il BC547 è accettabile.Potrebbero essere necessari valori di resistenza di base più piccoli per transistor beta inferiori, ma un rapporto elevato tra il collettore e i resistori di base riduce al minimo il carico.

Nota come funziona l'AND.Gli ingressi tramite diodi bloccano R1 tirando la base in alto.
Quindi un input aperto equivale a un input alto.

L'ingresso dell'inverter non è definito senza un ingresso.Se può essere lasciato fluttuante, aggiungi ad es. 100k a terra all'ingresso.

Il buffer ha una caduta di tensione Vbe ma dovrebbe pilotare un LED a terra con un resistore in serie in modo accettabile.Riduci il valore del resistore di base per più unità LED.

^{simula questo circuito - Schema creato utilizzando CircuitLab}

Il circuito di gate BJT più semplice è il DCTL (Direct Coupled Transistor Logic) a 2 ingressi NOR.

^{simula questo circuito - Schema creato utilizzando CircuitLab} Questa è una componente universale: qualsiasi sistema digitale può ridursi a questi.Per farlo esplodere, hai bisogno di transistor con Vbe molto simile.Se i tuoi transistor provengono tutti dallo stesso lotto di produzione, probabilmente stai bene.Altrimenti, puoi aggiungere una resistenza da ~ 100k in serie con ciascuna base per evitare che qualsiasi ingresso monopolizzi la corrente dall'uscita a cui è collegata.