CMOS数字集成电路，具有耗电极微、抗干扰能力强、输入阻抗高等特点。这里，我们介绍几种用小规模CMOS数字集成电路制作的玩具，以帮助初学者获得一些数字电路的初步知识和使用它的基本技能。
找蝴蝶（与门的应用）
这是培养儿童敏锐观察力的一种玩具。可做在塑料铅笔盒里。盒面上画着十二只美丽的蝴蝶，其中有五只翅膀上花纹是一样的，见图1所示。请把花纹相同的五只蝴蝶找出来，每找到一只，就在它身上按一下（画面下暗藏按钮开关）。如果能在20秒钟内完全找到，盒子右上角的那盏红灯（发光二极管）就会发出光来。
元器件介绍
制作这个玩具的器件，主要是一片CO61型4输入端双与门CMOS数字集成电路。器件的外形如图2（a）所示，接脚的次序是这样排列的：瓷盒的一侧有一金属小点作标志，最靠近标志的是第1脚，以逆时针方向数过去，顺次为第2、3……13、14脚。其中：第14脚接电源正极（V\(_{DD}\)，电路内部接P沟场效应管漏极），第7脚接电源负极（VSS，电路内部接N沟场效应管源极）。
数字电路在一般情况下，不再画出具体的电路，而是用一些简单的符号来表示电路的结构和逻辑。图2（b）是一个与门符号，它有四个输入端A、B、C、D以及一个输出端Q。一片CO61集成电路里，包含两个这样的与门，见图2（c）所示。
数字电路里的电信号，只区别为高电位和低电位两种情况。通常，用数码“1”表示高电位，“0”表示低电位。上面所讲的那种与门，四个输入端和输出端电位变化的关系，可以用下页右栏真值表全面地表示出来。概括地说，与门电路仅在所有的输入端全部处于高电位时，输出才是高电位（真值表第1行）；只要其中有一个输入端为低电位时，输出就变为低电位（真值表第2至16行）。这就是与门电路传递信号的规律。
读者一定要问，究竟是几伏才可算是高电位，几伏就只能算是低电位呢？用具体的例子来说明这个问题。在图2（d）的电路中，V\(_{DD}\)取4.5伏，这是电路中最高的电位了；电路中最低的电位是VSS。把与门的三个输入端A、B、C均和V\(_{DD}\)相接，使它们处于高电位；这样一来，输出端电位的变化，便只决定于输入端D了（相当于真值表第1第2两行）。调节电位器W，使输入端D的电位从最低到最高连续变化，观察输出端的电位有什么变化：在D端电位从0逐渐上升到1.3伏这一阶段里，输出端电位始终是0，毫无影响；当D端电位上升到1.35伏左右时，电位器稍动一动，输出端电位就突然跳变到近4.5伏；过了这一点，令D端电位继续上升，一直到4.5伏为止，在这一阶段里，输出端总是保持着4.5伏的高电位毫无变化。如果把D端的电位由高至低连续调节，也是在1.35伏左右，电位器稍动一动输出端的电位就从4.5伏突然跳变到0。我们把能使电路产生跳变时的输入端电压称做转折电压VT，V\(_{T}\)的高低与电源电压有关，一般VT≈0.3V\(_{DD}\)。对于输入信号来说，高于VT，就可算是高电位，低于V\(_{T}\)，就算是低电位。而输出信号的高电位相当于VDD，低电位相当于V\(_{SS}\)。因此，在CMOS数字电路里传递着的信号，可以说是“顶天立地”的。
C001、C031是和C061同样的4输入端双与门集成块，一般可以通用，只是选用电源电压的允许范围大小不同：C001的允许范围是8至12伏，C031的允许范围是7到15伏，C061的允许范围最广，为3到18伏。
电路简析
电路原理见图3所示。和收音机的线路图不一样，它主要是用符号来表示数字信号按不同规律在电路里传递的过程，叫做逻辑图。
IC\(_{1}\)和IC2是C061集成块里的两个与门。IC\(_{1}\)的输出端（6脚）和IC2的一个输入端（9脚）相接，构成一个具有七个输入端的大型与门。按玩具的设计是找寻五只蝴蝶，相应地只要五个输入端就够了。多余的二个输入端不可以让它悬空，悬空的输入端易受静电损伤，而且会导致逻辑功能的紊乱。处理的办法有二：一是把多余的输入端和本单元内邻近的输入端连在一起，例如把第1脚和第2脚合并成一个输入端；二是按电路的逻辑接电源正极或负极，对于与门来说，应该接电源正极，例如第13脚与V\(_{DD}\)相连。这样一来就成为刚好是五个输入端的与门了。
五个输入端各通过一个5微法的电容和一个3.3兆欧的电阻接V\(_{SS}\)，平时它们全处于低电位，因此输出端也只能是低电位。如果按下AN1，电源就通过按钮的接点向C\(_{1}\)充电，C1两端很快地就建立起相当于V\(_{DD}\)的电压来，使第一个输入端处于高电位。放开AN1后，C\(_{1}\)两端的电压不会立即消失；如果接着很快地按遍另四个按钮，使五个输入端全部处于高电位，那么输出端就立刻跳变为高电位，通过三极管BG，去驱动LED，使它发光。
放开按钮后，5微法的电容通过3.3兆欧的电阻放电，电容两端的电压按图4所示的曲线缓缓下降，等电压降到低于V\(_{T}\)时，与它相连的输出端就处于低电位了，于是输出端立刻跳变为低电位，LED随着熄灭。电容两端的电压从VDD降至V\(_{T}\)所需的时间T，可根据下式求得：
T≈1.2×C×R
在本设计中，T约为20秒。
装置和调试
电路的装置，可参考图5a进行。焊接这种扁平封装的集成块时，先用镊子把集成块的接脚弯折成图5（b）的样子，不要齐根弯折，弯折处宜呈弧状，以免折断。把烙铁头处理干净，蘸少许焊锡（尽可能少一点），在集成块接脚上和印制板焊接脚的铜箔线条上，薄薄地烫一层锡。然后把集成块放在印制板上（注意标志的位置，切勿倒放），使每条接脚都落在相应的铜箔线上，先焊好一边的七条接脚，再焊另一边的七只。焊好后，还要认真检查几遍：每条接脚有无假焊？有无与邻近的铜箔线短路？只要有一条接脚没有焊妥，电路就会出现莫名其妙的故障，使装机无法正常工作。
五个按钮开关，用铜箔自制，装在盒盖的夹层里。制作方法请读者自己去动脑筋。
电路完全装好后，经过细心检查，认为没有错漏和假焊时，即可接通电源进行试验。未按按钮时，LED不会发光。设法把五个按钮一齐按住，LED就随着发光。然后试放开AN\(_{1}\)，看要过多少时间LED才会熄灭，如过早地熄灭，那是因为C1漏电或容量不足的缘故，可换一个质量可靠的电容试试。请记住，在拆装元件重焊接线时，一定要关断电源，以免集成电路受到损伤。接下去，用同样的方法去试验其余四个输入端的电容是否有问题。
由于电路简单，只要焊接没有问题，可以一举成功。电路完全正常后，还可以把电源电压降低到3伏（相应地R\(_{6}\)的阻值也要降低到9.1千欧）试试，如果工作比较理想，那就可以省掉一节电池了。(华川)