門電路是這樣的一種電路,它的輸入輸出只有兩種狀態(tài),要么是0,要么是1,通常是這樣規(guī)定的,1為高電平,0為低電平。門電路是邏輯電路,它規(guī)定輸入的信號要滿足某種邏輯關(guān)系時,才會有信號輸出。下面跟著昌暉儀表一起看看這幾種門電路的特點。
1、與門
與門電路能實現(xiàn)“與”邏輯關(guān)系,與門有兩個以上的輸入端,一個輸出端,與門電路的邏輯符號如下圖1所示。與門電路可以由上圖2的二極管和電阻器電路實現(xiàn)。


圖1 與門電路符號 圖2 與門電路圖
與門電路的輸入端都輸入1(高電平)時,輸出端Y才會輸出1,否則輸出端Y輸出0。

圖3 與門電路應(yīng)用
例如,在上圖中,與門電路輸入0和1,假設(shè)電源電壓為+5V,那5V就是高電平,0V是低電平,只要其中任意一個二極管導(dǎo)通,輸出端Y就會被鉗位為0.2V(低電平)。

圖4 與門:全1出1,有0出0
只有當(dāng)兩個二極管截止時,輸出端Y才輸出5V(高電平),這就是與門。與門電路用數(shù)學(xué)表達式可以表示為:與門邏輯表達式:Y=AB
我們可以把輸入輸出有可能的取值用一個表(真值表)列出來:

圖5 與門真值表
真值表是用來表示輸入輸出之間全部可能狀態(tài)的表格,在數(shù)字電路分析過程當(dāng)中經(jīng)常使用,在真值表中可以看出輸入輸出全部有可能的取值。
2、或門
或門電路能實現(xiàn)“或”邏輯關(guān)系,或門電路的邏輯符號如下圖6所示。或門電路可由圖7的電路實現(xiàn)。


圖6 或門電路符號 圖7 或門電路
或門電路的輸入端只要有一個為1(高電平)時,輸出端Y就會輸出1;當(dāng)輸入端都為0時,輸出端Y輸出0。

圖8 或門電路的應(yīng)用
例如,在圖8中,當(dāng)輸入低電平(0V)時,兩個二極管截止,輸出端為低電平。

圖9 或門電路的應(yīng)用
而當(dāng)輸入端的輸入任意一個為高電平(1)時,就會有一個二極管導(dǎo)通,輸出端Y就會鉗位為高電平(4.8V),這就是或門,或門電路用數(shù)學(xué)表達式可以表示為:或門邏輯表達式:Y=A+B
或門電路真值表是這樣的:

圖10 或門電路真值表
3、非門
非與門電路能實現(xiàn)“非”邏輯關(guān)系,非門只有一個輸入端,一個輸出端,非門電路的邏輯符號如圖11所示。


圖11 非門電路的邏輯符號 圖12 非門電路
非門電路可以由圖12的三極管電路來實現(xiàn),當(dāng)非門電路輸入高電平(1)時,輸出端會輸出低電平(0)。

圖13 非門電路的應(yīng)用
如上圖所示,圖13的三極管是NPN型三極管,當(dāng)輸入端輸入0V時(低電平),三極管就會進入截止?fàn)顟B(tài),輸出端就會5V(高電平)。

圖14 非門:0出1,1出0
而當(dāng)輸入端如果輸入5V時(高電平),三極管會進入飽和狀態(tài),集電極和發(fā)射極壓降很小,就像是開關(guān)閉合,所以輸出端Y為低電平。

圖15 非門真值表
如果對三極管放大、飽和、截止三種工作狀態(tài)還不太明白的朋友,可以閱讀一下三極管3種工作狀態(tài),昌暉儀表只能幫你到這了!
4、與非門、或非門、同或門、異或門
文章上面是最基本的三種邏輯門電路,當(dāng)這三種門電路之間進行相互組合,還能組成其它與非門、或非門、同或門、異或門等門電路。

圖16 組合邏輯電路
如下圖所示,當(dāng)與門和非門進行組合時,就成了與非門。


圖17 與非門電路 圖18 與非門真值表
如下圖所示,當(dāng)或門和非門進行組合時,就成了或非門。


圖19 或非門電路 圖20 或非門真值表
而當(dāng)四個與非門進行相互組合時,可以組合成異或門電路,如下圖所示。

圖21 異或門電路

圖22 異或門真值表
異或門的特點是:同為0,異為1。也就是說當(dāng)兩個輸入都為0或者都為1時,輸出就為0;而當(dāng)兩個輸入一個是0,另一個是1時,輸出就為1。
當(dāng)三個與非門和一個與門進行組合時,可以組合成同或門電路,如下圖所示。

圖23 同或門電路

圖24 同或門真值表
同或門的特點是:同為1,異為0。也就是說當(dāng)兩個輸入都為0或都為1時,輸出才為1,如果兩個輸入一個是0,另一個是1時則輸出為0。
沒想到吧,就三個與、或、非門組合起來還能玩出這么多花樣!當(dāng)然,除了上面這幾個電路,與門、或門、非門經(jīng)過組合還能出來其它的組合邏輯電路。