Традиционно выделяют три простейших логических элемента: И, ИЛИ и НЕ. Никакой булевой аглебры тут не будет, только транзисторы и схемы. Предлагаю посмотреть на то, как можно собрать логические элементы из транзисторов.
Начну с элемента И. У него есть два входа и один выход. Вообще ему не обязательно иметь только два входа, их может быть сколько угодно, начиная с двух. А вот выход всегда только один. Для простоты буду показывать случай с двумя входами, в конце концов, это же простейшие элементы. На выходе у элемента И получается 1, когда на первый вход И на второй вход подаются 1. В остальных же случаях на выходе 0. Вот таблица его значений, в ней можно увидеть, как этот элемент обозначается в Logisim:
Идея того, как можно собрать этот элемент из транзисторов, очень проста. Между источником тока и выходом надо поставить два транзистора один за другим. Тогда напряжение от источника дойдет до выхода, только если оба транзистора окажутся открытыми:
Следующий элемент - ИЛИ. Как и для И, рассмотрим случай с двумя входами и одним выходом. На выходе у элемента ИЛИ получается 1, когда на первый ИЛИ на второй вход поданы 1. Ну а в остальных случаях на выходе 0. Сначала покажу, как этот элемент выглядит в Logisim:
Из транзисторов он собирается примерно так же, как и элемент И. Вот только транзисторы там стоят параллельно, а не последовательно. Таким образом, напряжение от источника тока может пройти либо по одному, либо по другому открытому транзистору:
Последним на сегодня будет элемент НЕ. У него один вход и один выход. Принцип у него такой: на выходе НЕ то, что на входе. То есть, если на входе 0, то на выходе 1, и наоборот:
Сделан же он достаточно хитро. Около выхода делаем подтяжку к единице. Таким образом, на выходе получается единица, если транзистор закрыт. С другой стороны транзистора располагается земля. И когда транзистор открывается, то напряжение от подтягивающего резистора всё уходит в землю. На выход его просто не хватает, и на выходе получается ноль.
В общем, схема эта такая хитрая, что даже Logisim не справился.
Можно заметить, что транзистор направлен вправо.
Там посередине есть значок >.
То есть, этот транзистор пропускает ток слева направо.
И когда он открыт, то ноль от земли проходит через него, обнуляет единицу от подтягивающего резистора и уходит на выход.
Это всё равно, как если бы темнота вливалась в открытую дверь и гасила освещение в комнате.
Я, конечно, встречал такое описание в рассказах, но не в реальной жизни.
В реальной жизни надо ставить транзистор наоборот: так, чтобы напряжение через него стекало в землю.
Ну а остальные логические элементы можно построить из этих трёх. И вся логическая электроника внутри состоит из транзисторов. Кстати, где-то до Pentium 4 в рекламе процессора даже указывали, сколько в него умудрились запихать транзисторов. Процессоры и сейчас состоят из транзисторов, просто раньше не было столько модных словечек, чтобы их включить в рекламу.