门电路是这样的一种电路,它的输入输出只有两种状态,要么是0,要么是1,通常是这样规定的,1为高电平,0为低电平。门电路是逻辑电路,它规定输入的信号要满足某种逻辑关系时,才会有信号输出。下面跟着昌晖仪表一起看看这几种门电路的特点。
1、与门
与门电路能实现“与”逻辑关系,与门有两个以上的输入端,一个输出端,与门电路的逻辑符号如下图1所示。与门电路可以由上图2的二极管和电阻器电路实现。
![与门电路符号 与门电路符号](/upload/202101/30/202101300105100926.png)
![与门电路图 与门电路图](/upload/202101/30/202101300105518720.png)
图1 与门电路符号 图2 与门电路图
与门电路的输入端都输入1(高电平)时,输出端Y才会输出1,否则输出端Y输出0。
![与门电路的输入端都输入1(高电平)时,输出端Y才会输出1,否则输出端Y输出0 与门电路的输入端都输入1(高电平)时,输出端Y才会输出1,否则输出端Y输出0](/upload/202101/30/202101300109387043.png)
图3 与门电路应用
例如,在上图中,与门电路输入0和1,假设电源电压为+5V,那5V就是高电平,0V是低电平,只要其中任意一个二极管导通,输出端Y就会被钳位为0.2V(低电平)。
![与门:全1出1,有0出0 与门:全1出1,有0出0](/upload/202101/30/202101300115107187.png)
图4 与门:全1出1,有0出0
只有当两个二极管截止时,输出端Y才输出5V(高电平),这就是与门。与门电路用数学表达式可以表示为:与门逻辑表达式:Y=AB
我们可以把输入输出有可能的取值用一个表(真值表)列出来:
![](/upload/202101/30/202101300118497845.png)
图5 与门真值表
真值表是用来表示输入输出之间全部可能状态的表格,在数字电路分析过程当中经常使用,在真值表中可以看出输入输出全部有可能的取值。
2、或门
或门电路能实现“或”逻辑关系,或门电路的逻辑符号如下图6所示。或门电路可由图7的电路实现。
![或门电路符号 或门电路符号](/upload/202101/30/202101300124397141.png)
![或门电路 或门电路](/upload/202101/30/202101300125364997.png)
图6 或门电路符号 图7 或门电路
或门电路的输入端只要有一个为1(高电平)时,输出端Y就会输出1;当输入端都为0时,输出端Y输出0。
![或门电路的应用 或门电路的应用](/upload/202101/30/202101300128037145.png)
图8 或门电路的应用
例如,在图8中,当输入低电平(0V)时,两个二极管截止,输出端为低电平。
![或门电路的应用 或门电路的应用](/upload/202101/30/202101300130406343.png)
图9 或门电路的应用
而当输入端的输入任意一个为高电平(1)时,就会有一个二极管导通,输出端Y就会钳位为高电平(4.8V),这就是或门,或门电路用数学表达式可以表示为:或门逻辑表达式:Y=A+B
或门电路真值表是这样的:
![或门电路真值表 或门电路真值表](/upload/202101/30/202101300134481667.png)
图10 或门电路真值表
3、非门
非与门电路能实现“非”逻辑关系,非门只有一个输入端,一个输出端,非门电路的逻辑符号如图11所示。
![非门电路的逻辑符号 非门电路的逻辑符号](/upload/202101/30/202101300138334327.png)
![非门电路 非门电路](/upload/202101/30/202101300139383179.png)
图11 非门电路的逻辑符号 图12 非门电路
非门电路可以由图12的三极管电路来实现,当非门电路输入高电平(1)时,输出端会输出低电平(0)。
![](/upload/202101/30/202101300142520678.png)
图13 非门电路的应用
如上图所示,图13的三极管是NPN型三极管,当输入端输入0V时(低电平),三极管就会进入截止状态,输出端就会5V(高电平)。
![非门:0出1,1出0 非门:0出1,1出0](/upload/202101/30/202101300146355185.png)
图14 非门:0出1,1出0
而当输入端如果输入5V时(高电平),三极管会进入饱和状态,集电极和发射极压降很小,就像是开关闭合,所以输出端Y为低电平。
![非门真值表 非门真值表](/upload/202101/30/202101300149233906.png)
图15 非门真值表
如果对三极管放大、饱和、截止三种工作状态还不太明白的朋友,可以阅读一下三极管3种工作状态,昌晖仪表只能帮你到这了!
4、与非门、或非门、同或门、异或门
文章上面是最基本的三种逻辑门电路,当这三种门电路之间进行相互组合,还能组成其它与非门、或非门、同或门、异或门等门电路。
![组合逻辑电路 组合逻辑电路](/upload/202101/30/202101300152518221.png)
图16 组合逻辑电路
如下图所示,当与门和非门进行组合时,就成了与非门。
![与非门电路 与非门电路](/upload/202101/30/202101300155522570.png)
![与非门真值表 与非门真值表](/upload/202101/30/202101300158593777.png)
图17 与非门电路 图18 与非门真值表
如下图所示,当或门和非门进行组合时,就成了或非门。
![或非门电路 或非门电路](/upload/202101/30/202101300201464333.png)
![或非门真值表 或非门真值表](/upload/202101/30/202101300203534608.png)
图19 或非门电路 图20 或非门真值表
而当四个与非门进行相互组合时,可以组合成异或门电路,如下图所示。
![异或门电路 异或门电路](/upload/202101/30/202101300239232272.png)
图21 异或门电路
![异或门真值表 异或门真值表](/upload/202101/30/202101300237143208.png)
图22 异或门真值表
异或门的特点是:同为0,异为1。也就是说当两个输入都为0或者都为1时,输出就为0;而当两个输入一个是0,另一个是1时,输出就为1。
当三个与非门和一个与门进行组合时,可以组合成同或门电路,如下图所示。
![同或门电路 同或门电路](/upload/202101/30/202101300231326301.png)
图23 同或门电路
![同或门真值表 同或门真值表](/upload/202101/30/202101300241341113.png)
图24 同或门真值表
同或门的特点是:同为1,异为0。也就是说当两个输入都为0或都为1时,输出才为1,如果两个输入一个是0,另一个是1时则输出为0。
没想到吧,就三个与、或、非门组合起来还能玩出这么多花样!当然,除了上面这几个电路,与门、或门、非门经过组合还能出来其它的组合逻辑电路。