用晶体管自制一个加法器，需要什么元件，该怎么做？ 第1页

最近在尝试复刻4004，正试着自己把一部分小组件复刻出来。偶尔翻到这个问题的时候，发现基本上只有大致的思路，并没有人给出实际的操作流程。所以只能自己尝试啦。

先来个成品图：

首先简单介绍一下基本元件。4004的基本组成原件是PMOS管，PMOS管的功能是通过栅极（G）上的电压控制源极（S）到漏极（D）是否导通，当G为0（低电压）时导通，当G为1（高电压）时断开，类似于一个迷你继电器。

4004的加法器部分大致如下图所示（带进位位的4位加法器）：

比较难看懂是正常的，当时我也看了半天……简单来说，这个加法器并不是按照我们平常熟悉的半加器*2=全加器的结构来构造的，而是直接堆在了一起。下半部分计算是否进位，上半部分计算当前位的结果。

当然如果要复刻并不能直接照搬4004的设计。比如下面这个结构：

这部分是用来判断是否有至少两个输入=1（即是否进位）。不难看出中间的这个MOS管是需要能够双向使用的（类似电桥？），而现在市面上能够买到的MOS管都是带寄生二极管的，换句话说就是如果反方向使用的话，会始终处于导通状态，无法正常发挥“开关”的作用，所以复刻的时候需要用两个方向相反的MOS管串联来“模拟”没有寄生二极管的效果。画好的原理图如下（使用的是KiCAD）：

确认无误之后绘制成PCB（为了布局看着舒服所以有很多从绕的线。右边为了能够紧凑一点费了好些功夫……）

尺寸约8.64x8.64cm，丢去打样，到手后把原件焊上去就完事了（焊接技术有点渣勿吐槽）：

（），成功！

元件清单：PMOS管*56，LED*14，75K电阻*14，30K电阻*14，拨动开关*9，0.1uF电容*1，DC电源接口*1。

关于成本：15V DC电源22元，电路板打样薅个5元包邮，MOS管大约不到0.1元一个，其余原件也是淘宝上很便宜能够买到的，所以不算上焊接工具的钱的话只要两位数人民币就能搞定~（为什么是15V？因为原始的4004是15V……）

关于电阻阻值：LED限流用75K是试出来的合适亮度，其他地方的30K上拉电阻……其实是随便选的，如果有什么更加有道理的取值的话欢迎交流~

关于开源：这个小玩意比较简单就不开源啦（反正原理图都有，相信如果有人有心想做的话肯定也能自己做出来的）。