邏輯門

邏輯門

邏輯門(Logic Gates)是在積體電路(Integrated Circuit)上的基本組件。簡單的邏輯門可由電晶體組成。這些電晶體的組合可以使代表兩種信號的高低電平在通過它們之後產生高電平或者低電平的信號。高、低電平可以分別代表邏輯上的“真”與“假”或二進制當中的1和0,從而實現邏輯運算

基本介紹

  • 中文名:邏輯門
  • 外文名:Logic Gates
  • 組成電晶體
  • 用途:實現更為複雜的邏輯運算
  • 基本邏輯關係:非、或、與關係
  • 套用學科:儀器科學、電子科學
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概念

基本單元

邏輯門
邏輯門又稱“數字邏輯電路基本單元”。執行“或”、“與”、“非”、“或非”、“與非”等邏輯運算的電路。任何複雜的邏輯電路都可由這些邏輯門組成。廣泛用於計算機、通信、控制和數位化儀表。

作用

通過控制高、低電平(分別代表邏輯上的“真”與“假”或二進制當中的“1”和“0”),從而實現邏輯運算。

邏輯門的種類

邏輯門
常見的邏輯門包括“與”門,“或”門,“非”門,“異或”(也稱:互斥或)等等。邏輯門可以組合使用實現更為複雜的邏輯運算。

或門

或門(英文:Or gate)又稱或電路。如果幾個條件中,只要有一個條件得到滿足,某事件就會發生,這種關係叫做“或”邏輯關係。具有“或”邏輯關係的電路叫做或門。或門有多個輸入端,一個輸出端,多輸入或門可由多個2輸入或門構成。只要輸入中有一個為高電平時(邏輯1),輸出就為高電平(邏輯1);只有當所有的輸入全為低電平時,輸出才為低電平。

與門

與門(英語:AND gate)又稱“與電路”。是執行“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)。

非門

非門(英文:NOT gate)又稱反相器,是邏輯電路的基本單元,非門有一個輸入和一個輸出端。邏輯符號中輸出端的圓圈代表反相的意思。當其輸入端為高電平(邏輯1)時輸出端為低電平(邏輯0),當其輸入端為低電平時輸出端為高電平。也就是說,輸入端和輸出端的電平狀態總是反相的。

與非門

由與門與非門組合而成。

或非門

由或門和非門組合而成。
其中,非門和或非門在數字電路中較為常見。

符號表

設其中A和B為輸入變數
類型
又名/短釋
邏輯函式表示
真值表
NOT
非門╱反相器:
逆轉輸入的高低狀態。
A'
輸入
A
0
1
輸出
An
1
0
AND
與門╱且門:
所有輸入為高時,
才會有輸出高。
A*B
輸入
A B
0 0
0 1
1 0
1 1
輸出
AandB
0
0
0
1
NAND
與非門:
與與門相反。
所有輸入為高時,
才會有輸出低。
(A*B)'
輸入
A B
0 0
0 1
1 0
1 1
輸出
AnandB
1
1
1
0
OR
或門:
所有輸入為低時,
才會有輸出低。
A + B
輸入
A B
0 0
0 1
1 0
1 1
輸出
AorB
0
1
1
1
NOR
或非門:
與或門相反。
所有輸入為低時,
才會有輸出高。
(A + B)'
輸入
A B
0 0
0 1
1 0
1 1
輸出
AnorB
1
0
0
0
XOR
異或門:
輸入相同時輸出為低,
否則為高。
A'B + AB'
輸入
A B
0 0
0 1
1 0
1 1
輸出
AxorB
0
1
1
0
XNOR
同或門:
與異或門相反。
輸入相同時輸出為高,
否則為低。
AB + A'B'
輸入
A B
0 0
0 1
1 0
1 1
輸出
AxnorB
1
0
0
1

邏輯門電路

把基本邏輯運算的電子電路稱之為邏輯門電路。在數字電路關係套用中,邏輯門電路中的門代表著基本邏輯關係的電路。
通過對邏輯門內部電路的源器件的差異,我們可以將其分為三大類,比較常用的就是CMOS 的邏輯門電路。
這種CMOS 邏輯門電路具備良好的套用效益,首先其功耗比較低,具備較低的套用成本,其電源電壓的範圍比較寬,邏輯度比較高,具備較強的抗干擾能力,其輸入阻抗比較高。MOS 門電路是由一系列的單極型MOS 管構成,其具備比較簡單的製造工藝,其功耗水平比較低,具備較高的集成度,其抗干擾能力強,比較適合進行大規模積體電路的套用。
在實踐過程中,MOS 門電路按照其MOS 管的套用不同,進行不同類型的劃分。CMOS 電路的套用優點比較特殊,其靜態功耗比較低,抗干擾能力強,工作具備較高的穩定性,其開關速度也是比較高的,因此其套用性比較廣泛。
在數字電路套用中,邏輯門電路是一種基本的邏輯元件。邏輯門的中就是一種開關,在一定條件的建立下,其決定信號的通過或者不通過。在實際運作中,我們可以看到門電路輸入及其輸出存在密切的因果關係,我們把門電路稱之為邏輯門電路,其基本邏輯關係是非、或、與關係。

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