三极管,由德.福雷斯特(Lee De Forest)在上个世纪初期发明,是第一个电信号放大器。基于真空管技术,三极管提供了电流的通或断的电路功能。现在,我们不再需要一个机械开关来控制电路,利用电压的作用就可以实现同样的结果啦,这种新的控制策略标志了现代电子技术发展的起始。
三极管是将电压从低电位转换到高电位的应用,曾经是早期电话、收音机和计算器技术发展的重要基础。在上世纪五十年代初期,一种基于半导体结构的新技术应运而生,使我们在需要低功率放大的情况下可用晶体管替换三极管实现这一功能。当该晶体管处于完全饱和状态时,能把一个电路接通或断开,由此可用于控制相关电路的工作或者将信息存储在电路中。
通过晶体管的开/关状态的不同组合,即表示为代表近零电压的低位(0)与代表电压源高电压的高位(1)的组合,可以实现信息在一个电路中的传输或存储。这种使用0和1的数字逻辑关系是采用布尔逻辑完成的。设置这种电路,可以把一个或多个逻辑输入组合为单一的逻辑输出。我们把这种电路称之为逻辑门(图1).电控单元配置有多种逻辑门,其中包括:与门(AND gate)、与非门(NAND gate)、或门(OR gate)、或非门(NOR gate)、异或门(EXCLUSIVE OR gate)和同或门(EXCLUSIVE NOR gate)。
为了处理数据,要把很多逻辑电路相互结合使用。这些0和1组合可用于建立一个逻辑判定电路,而这个电路可用来以数字的格式传达信息。所有现代微处理器都采用数字逻辑电路处理数据。每个0或1称为一个位的信息,最大信息量的调用和存储只需运用两种可能的状态。这两个状态可能被定义为关或开、否或是、假或真。在计算机中,这两个状态被指定为0和1的二进制数字。使用四位组合传达信息,被称之为半字节;如果八位应用时,它被称为一个字节。