在数字电子和逻辑电路的广阔世界中，异或门是一个基本构建块，在信息处理中发挥着至关重要的作用。XOR ，异或的缩写，它是一种逻辑运算，当高电平输入的数量为奇数时，产生高电平输出；当低电平输入的数量为偶数时，产生低电平输出。这种独特的特性使异或门成为各种应用中的重要组成部分，从简单的二进制算术到复杂的数据加密算法。
在本文中，我们将探讨异或门的内部工作原理，包括其真值表、逻辑符号表示、电路图以及使用晶体管的实际构造。
什么是异或逻辑门？
异或门也称为异或门。电子异或门执行数字逻辑异或功能。此函数通常类似于标准 OR 函数，但有一个关键区别。对于 OR 和 XOR，当两个输入中的任何一个输入为高电平时，输出为高电平，当两个输入都为低电平时，输出为低电平。
然而，当两个输入均设置为高状态时，标准OR电路将产生高输出信号，而XOR电路将产生低输出信号。这种基本行为被称为异或门。在最简单的异或门设计中，只需要 5 个晶体管。
异或门真值表
输入 |
输出 |
|
A |
B |
是 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
该门的布尔表达式为
Y = (A ⊕ B)
输出
(A ⊕ B) = AB + AB
上面的真值表清楚地表明，只有当异或门的两个输入端子处于彼此不同的逻辑电平时，异或门的输出才会变为“高”。如果这两个输入 A 和 B 均处于逻辑电平“ 1 ”或均处于逻辑电平“ 0 ”，则输出为“ 0 ”。
异或门逻辑图
从上面的逻辑图中可以看出，异或门是通过组合三种不同类型的逻辑门（ 或门、与非门和 与门）来构建的 ，以产生所需的结果。
构建异或门所需的组件
因此，只需很少的元件，我们就可以构建一个异或门电路。
- 2N2222 (NPN) 晶体管 x5
- 10kΩ电阻x3
- 220Ω电阻x3
- 按钮 x2
- 面包板 x1
- 9V电池×1
- LED 和连接线
使用晶体管的异或门电路图
下面的电路图说明了使用5 个 NPN 晶体管的异或门。这里，I 1和I 2代表两个输入，O 1代表输出。
图为使用5个晶体管的简单异或门电路。在布局中，输入 A 和 B 均连接至 9V 电源。不同颜色的连接线有助于查看连接。如果电线的放置有任何歧义，可以参考电路图。
门设计是左侧两个晶体管的与非门，中间晶体管的开关，最后两个晶体管的或门。
检查照片中显示的配置后，很明显，最右侧电阻器产生的电流至少无法到达地面，导致 LED 保持关闭状态。其背后的原因在于，左侧第一个电阻产生的所有电流都流向第一地。因此，由于进入第三晶体管基极的电压不足，开关保持在断开位置。
如果一个输入被激活，电流就有能力从最右边的晶体管流到第二个地。最后，当两个输入均被停用时，输出保持关闭状态，因为电流无法进入或门晶体管的基极。这种配置可防止电流从最右侧的电阻器流向第二个接地端。
应用领域
从密码学的深度到错误检测领域，异或门被证明是不可或缺的盟友。它具有执行按位运算的能力，可以进行二进制加法和减法，确保数据完整性，甚至生成奇偶校验。该门的多功能性和优雅性巩固了其在无数数字系统中的作用，为塑造现代世界的技术进步铺平了道路。
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