Bagaimana cara menggabungkan beberapa gerbang logika transistor tanpa penurunan tegangan raksasa?

Sebagai tindak lanjut dari pertanyaan saya sebelumnya: Nilai-nilai resistor di gerbang logika transistor

Saya sudah breadboarded semua jenis umum dari gerbang transistor logika:
XNOR, NAND, INV, NOR, XOR, ANDdan OR.
Dua kabel kuning adalah input Adan B. Kabel putih adalah input inverter.

Input A=0+ B=0+ inv=0menghasilkan:

Input A=0+ B=1+ inv=0menghasilkan:

Input A=1+ B=0+ inv=0menghasilkan:

Input A=1+ B=1+ inv=1menghasilkan:

Semua logika berfungsi sempurna, tetapi drop-tegangan berbeda secara signifikan antara gerbang. Misalnya, XORgerbang dibuat dari AND, NANDdan ORgerbang dan masing-masing transistor meningkatkan drop-tegangan. LED nyaris tidak menyala!

Tujuan saya adalah untuk membangun kalkulator 4-bit dari transistor (menggunakan chip CMOS saya tidak mengalami masalah ini). Tetapi jika masing-masing gerbang logika menghasilkan penurunan tegangan yang signifikan seperti ini, bagaimana saya bisa menggabungkan 10 gerbang logika di belakang satu sama lain? Saya telah bermain-main dengan banyak nilai resistor, tetapi sebagian besar kombinasi membuat gerbang logika tidak berguna. Bagaimana cara menyesuaikan XORgerbang di atas agar sesuai dengan penurunan tegangan, misalnya, ANDgerbang sederhana ini ?

EDIT (respons terhadap jawaban oleh JIm Dearden)

Saya belajar banyak dan tidak bisa cukup menekankan betapa saya menghargai jawaban Anda !!!
Gambarnya sangat jelas, saya yakin banyak orang akan mendapat manfaat dari mereka di masa depan!

Meskipun sangat jelas, saya tidak pernah menyadari:
- NOR= NOT(dengan dua input)
- OR= NOR+ NOT
- NAND= AND+NOT

"Basis semuanya pada rangkaian inverter sederhana" memang berhasil!
Semua gerbang logika, termasuk gerbang gabungan XOR, menghasilkan keluaran yang sama:)

Semoga sukses!

Saya benar-benar melakukan ini di sekolah pada tahun 60-an (ya saya setua itu). Kami menggunakannya untuk membangun 'komputer' kecil dan sederhana yang mampu melakukan penambahan, pengurangan, penggandaan, dan pembagian.

Masalah yang Anda miliki adalah bahwa input dan output tegangan rangkaian gerbang yang Anda gunakan tidak benar-benar kompatibel. Anda akan merasa sulit untuk memperluas jumlah input pada gerbang di luar dua dan kemungkinan besar bahwa output 'tinggi' dari satu gerbang tidak cukup 'tinggi' untuk input dari gerbang lain.

Apa yang kami lakukan saat itu adalah mendasarkan semuanya pada rangkaian inverter sederhana (atau 1 gerbang input NOR) dan membangun dari itu.

Keuntungan dari pendekatan ini adalah Anda dapat meningkatkan jumlah input ke gerbang dengan menambahkan resistor lain. Setiap input lebih dari 0,6V akan mengoperasikan gerbang. Saya telah menunjukkan nilai-nilai resistor 10K dan 4k7 (untuk mencocokkan sirkuit Anda) tetapi tidak seperti sirkuit Anda sebelumnya, nilai-nilai di sini dapat diubah cukup banyak. misalnya input 470K, output 47k dan masih berfungsi dengan baik.

Saya telah menarik beberapa gerbang dasar - BUKAN, NOR, DAN, NOR, NAND. Mengikuti apa yang telah saya gambar, saya yakin Anda dapat menghasilkan gerbang lain yang Anda butuhkan.

Anda mungkin juga menemukan sirkuit ini bermanfaat

Dan pembagian dengan 2 (counter)

Anda menggunakan transistor NPN untuk menarik output gerbang hingga 6V, tetapi transistor NPN tidak terlalu bagus dalam menarik node yang tinggi. Emitor NPN tidak akan lebih tinggi dari sekitar 0,6 V di bawah tegangan di pangkalan. Jika Anda ingin menggunakan transistor NPN maka hubungkan saja antara output gerbang dan ground dengan resistor pullup ke 6V. Ini akan memungkinkan Anda untuk membuat gerbang NAND, NOR, dan INV dan Anda dapat membuat logika apa pun yang Anda inginkan dengan itu.