基本功能
與門是實現邏輯“乘”運算的電路,有兩個以上輸入端,一個輸出端(一般電路都只有一個輸出端,ECL電路則有二個輸出端)。只有當所有輸入端都是高電平(邏輯“1”)時,該電路輸出才是高電平(邏輯“1”),否則輸出為低電平(邏輯“0”)。其二輸入與門的數學邏輯表達式:Y = AB,對應的真值表如下:
邏輯符號
與門有3種邏輯符號,包括:形狀特徵型符號(
ANSI/
IEEEStd 91-1984)、
IEC矩形國標符號(IEC 60617-12)、DIN符號(DIN 40700)。
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ANSI/IEEE Std 91-1984 | IEC 60617-12(國標符號) | DIN 40700 |
實現
與門的實現方法包括使用CMOS邏輯、NMOS邏輯、PMOS邏輯以及二極體實現等。
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CMOS邏輯實現 | 二極體實現 |
以二極體實現為例,與門的實現原理為:
下面根據圖中情況具體分析一下,
1. Ua=Ub=0v時,D1,D2
正向偏置,兩個二極體均會導通,此時Uo為電位為0.7v.,輸出為低電平
2.當Ua,Ub一高一低時,不妨假設Ua = 3v,Ub = 0v,這時我們不妨先從D2開始分析,
D2會
導通,導通後D2壓降將會被限制在0.7v,那么D1由於右邊是0.7v左邊是3v所以會
反向偏置而截止,因此最後Uo為0.7v低電平輸出,這裡也可以從D1開始分析,如果D1導通,那么Uo應當為3.7v,
此時D2將導通,那么D2導通,
壓降又會變回0.7,最終狀態Uo仍然是0.7v.輸出低電平,此時D1馬上截止。
3. Va=Vb=3v,這個情況很好理解, D1,D2都會正偏,Uy被限定在3.7V.
總結(借用個定義):通常二極體導通之後,如果其陰極電位是不變的,那么就把它的陽極電位固定在比陰極高0.7V的電位上;如果其陽極電位是不變的,那么就把它的陰極電位固定在比陽極低0.7V的電位上,人們把導通後二極體的這種作用叫做
鉗位。(特別說明:壓差大的二極體先導通,先鉗位,先導通的二極體具有電路控制權)
積體電路
與門是基本的邏輯門,因此在
TTL和
CMOS積體電路中都是可以使用的。標準的74
系列CMOS積體電路有74X08、74X09(OC),包含四個獨立的2輸入與門;74X11,包含三個獨立的3輸入與門;74X21,包含兩個獨立的4輸入與門。CD4000系列積體電路有:CD4081,包含四個2輸入端與門;CD4082,包含兩個4輸入端與門。引腳分配如下: