門電路是數(shù)字電路中最基本的邏輯單元。最基本的門電路有與門電路,或門電路,非門電路等。
與門又稱“與電路”、邏輯“積”、邏輯“與”電路。是執(zhí)行“與”運算的基本邏輯門電路。有多個輸入端,一個輸出端。當所有的輸入同時為高電平(邏輯1)時,輸出才為高電平,否則輸出為低電平(邏輯0)。其二輸入與門的數(shù)學(xué)邏輯表達式:Y = AB,對應(yīng)的真值表如下:
與門的實現(xiàn)方法包括使用CMOS邏輯、NMOS邏輯、PMOS邏輯以及二極管實現(xiàn)等。
與門電路圖
與門電路的基本結(jié)構(gòu)和邏輯符號見下圖:
在與門電路功能示意圖中,只有在開關(guān)A和B都閉合時,燈才會亮,如果A和B中任意一個處于開路狀態(tài),燈就不會亮。
由二極管和電阻器構(gòu)成的與門電路見下圖:
圖中A,B為兩個輸入變量,F(xiàn)為輸出變量,當A,B均為高電平,F(xiàn)為高電平,A,B只要有一個為低電平,F(xiàn)就為低電平。
與門電路原理圖
如圖所示,是由二極管和電阻構(gòu)成的電路,其中A、B為輸入端,S1、S2為開關(guān),Y為輸出端,單的+5V電壓經(jīng)R1、R2分壓,在E點得到+3V電壓。
當S1、S2均撥至位置“2”時,A、B端對地電壓都為0V,由于E點電壓(注:各點電壓均指該點對地電壓。以下同)為3v,所以二極管VD1、VD2都導(dǎo)通,E點電壓馬上下降到0.7V,Y端輸出電壓為0.7V。
當S1撥至位置“2”、S2撥至位置“1”時,A端電壓為0V,B端電壓為5V,由于E點電壓為3V,所以二極管vD1馬上導(dǎo)通,E點電壓下降到07V,此時VD2正端電壓為0.7V,負端電壓為5V,VD2處于截止狀態(tài),Y端輸出電壓為0.7V。
當S1撥至位置“1”、S2撥至位置“2”時,A端電壓為5V,B端電壓為0v,VD2導(dǎo)通VD1截止,E點為0.7V,Y端輸出電壓為0.7V。
當S1、S2均撥至位置“1”時,A、B端電壓都為5V,VD1、VD2均不能導(dǎo)通,E點電壓為3V,Y端輸出電壓為3V。
為了分析方便,在數(shù)字電路中通常將0~1V范圍的電壓規(guī)定為低電平,用“0”表示,將3-5V范圍的電壓稱為高電平,用“1”表示。根據(jù)該規(guī)定,可將與門電路工作原理簡化如下
當A=0、B=0時,Y=0;
當A=1、B=0時,Y=0;
當A=0、B=1時,Y=0;
當A=1、B=1時,Y=1。
由此可見,與門電路的功能是:只有輸入端都為高電平時,輸出端才會輸出高電平;只要有一個輸入端為低電平,輸出端就會輸出低電平。
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