晶体管电路有导通和截止两种状态，这两种状态就可以作为“二进制”的基础。

从模电角度来说晶体管还有放大状态，但是我们此处考虑的是晶体管应用于数字电路，只要求它作为开关电路，即能够导通和截止就可以了。

如上图所示，当b处电压<e处电压时，晶体管中c极和e极导通；当b处电压>e处电压时，晶体管中c极和e极截止。

这只是一个简化说明，实际上从模电角度分析，导通和截止的要求是两个PN节正向偏置和反向偏置，还要考虑c极电压。

但在实际的数字电路中e极电压和c极电压一般恒定，要么由电源提供、要么接地，所以我们可以简单记为“晶体管电路的通断就是由b极电压与恒定的e极电压比较高低决定”。

换句话说，这个三极管的b极电压相对e极为低电平时三极管就会导通，相对e极为高电平时三极管就会截止。

从这里可以看出，晶体管的导通与截止这两种状态对外可以使用b极电压的相对高低来表示，进而说明了我们可以使用高电平或者低电平状态来表示二进制。

也就是说b极是一个输入量（自变量），可以作为变量存储两个数值：高电平或低电平，相应的输出值（因变量）就是电路实际的变化：导通或截止。

就上面这个N型晶体管而言，高电平截止，低电平导通。

那么假如此时我们把高电平作为“1”，低电平作为“0”。那么b极输入1，就会导致电路截止，如果这个电路是控制计算机开关机的，那么就会把计算机关闭。这就是机器语言的原理。

我们编程语言的本质就是在编写一大堆高低电平信号。那么如何输入1呢？要知道计算机刚诞生时是没有键盘的，这时就要引入“打孔纸带”这一老物件了，这个东西会在下面细说。

回到晶体管上，实际用于计算机和移动设备上的晶体管大多是MOSFET（金属-氧化物半导体场效应晶体管）。

它也分为N型和P型，NMOS就是指N型MOSFET，PMOS指的是P型MOSFET。注意，MOS中的栅极Gate可以类比为晶体管中的b极，由它的电压来控制整个MOS管的导通和截止状态。

NMOS电路符号如下图：

PMOS电路符号如下图：

NMOS在栅极高电平的情况下导通，低电平的情况下截止。所以NMOS的高电平表示“1”，低电平表示“0”；PMOS相反，即低电平为“1”，高电平为“0”。

到了这个时候，你应该明白“1”和“0”只是两个电信号，具体来说是两个电压值，这两个电压可以控制电路的通断。

2.2.从晶体管到门电路

一个MOS只有一个栅极，即只有一个输入，输出虽然是高低电压信号，即“1”或“0”，但是作用只是简单的电路导通、截止功能，无法完成计算任务，此时就要引入门电路了。

小提示，电压、电平、电信号在本文中是一回事。

门电路是数字电路中最基本的逻辑单元。它可以使输出信号与输入信号之间产生一定的逻辑关系。

门电路是由若干二极管、晶体管和其它电子元件组成的，用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路。这里只介绍最基础的门电路——与门、或门、非门、异或门。

（1）与门

与门电路是指只有在一件事情的所有条件都具备时，事情才会发生。下面是由MOS管组成的电路图。A和B作为输入，Q作为输出。

例如A输入低电平、B输入高电平，那么Q就会输出低电平，转换为二进制就是A输入0、B输入1，那么Q就会输出0。

对应的Java语言运算表达式为0&&1=0。

（2）或门

或门电路是指只要有一个或一个以上条件满足时，事情就会发生。下面是由MOS管组成的电路图。A和B作为输入，Q作为输出。

例如A输入低电平、B输入高电平，那么Q就会输出高电平，转化为二进制就是A输入0、B输出1，那么Q就会输出1。

对应的Java语言运算表达式为0||1=1。