門(mén)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(mén)電路是邏輯電路，它規(guī)定輸入的信號(hào)要滿足某種邏輯關(guān)系時(shí)，才會(huì)有信號(hào)輸出。下面跟著昌暉儀表一起看看這幾種門(mén)電路的特點(diǎn)。
1、與門(mén)
與門(mén)電路能實(shí)現(xiàn)“與”邏輯關(guān)系，與門(mén)有兩個(gè)以上的輸入端，一個(gè)輸出端，與門(mén)電路的邏輯符號(hào)如下圖1所示。與門(mén)電路可以由上圖2的二極管和電阻器電路實(shí)現(xiàn)。
圖1 與門(mén)電路符號(hào) 圖2 與門(mén)電路圖
與門(mén)電路的輸入端都輸入1(高電平)時(shí)，輸出端Y才會(huì)輸出1，否則輸出端Y輸出0。
圖3 與門(mén)電路應(yīng)用
例如，在上圖中，與門(mén)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(gè)二極管導(dǎo)通，輸出端Y就會(huì)被鉗位為0.2V(低電平)。
圖4 與門(mén)：全1出1，有0出0
只有當(dāng)兩個(gè)二極管截止時(shí)，輸出端Y才輸出5V(高電平)，這就是與門(mén)。與門(mén)電路用數(shù)學(xué)表達(dá)式可以表示為：與門(mén)邏輯表達(dá)式：Y=AB
我們可以把輸入輸出有可能的取值用一個(gè)表(真值表)列出來(lái)：
圖5 與門(mén)真值表
真值表是用來(lái)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(guò)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(mén)
或門(mén)電路能實(shí)現(xiàn)“或”邏輯關(guān)系，或門(mén)電路的邏輯符號(hào)如下圖6所示。或門(mén)電路可由圖7的電路實(shí)現(xiàn)。
圖6 或門(mén)電路符號(hào) 圖7 或門(mén)電路
或門(mén)電路的輸入端只要有一個(gè)為1(高電平)時(shí)，輸出端Y就會(huì)輸出1；當(dāng)輸入端都為0時(shí)，輸出端Y輸出0。
圖8 或門(mén)電路的應(yīng)用
例如，在圖8中，當(dāng)輸入低電平(0V)時(shí)，兩個(gè)二極管截止，輸出端為低電平。
圖9 或門(mén)電路的應(yīng)用
而當(dāng)輸入端的輸入任意一個(gè)為高電平(1)時(shí)，就會(huì)有一個(gè)二極管導(dǎo)通，輸出端Y就會(huì)鉗位為高電平(4.8V)，這就是或門(mén)，或門(mén)電路用數(shù)學(xué)表達(dá)式可以表示為：或門(mén)邏輯表達(dá)式：Y=A+B
或門(mén)電路真值表是這樣的：
圖10 或門(mén)電路真值表
3、非門(mén)
非與門(mén)電路能實(shí)現(xiàn)“非”邏輯關(guān)系，非門(mén)只有一個(gè)輸入端，一個(gè)輸出端，非門(mén)電路的邏輯符號(hào)如圖11所示。
圖11 非門(mén)電路的邏輯符號(hào) 圖12 非門(mén)電路
非門(mén)電路可以由圖12的三極管電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)非門(mén)電路輸入高電平(1)時(shí)，輸出端會(huì)輸出低電平(0)。
圖13 非門(mén)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(shí)(低電平)，三極管就會(huì)進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，輸出端就會(huì)5V(高電平)。
圖14 非門(mén)：0出1,1出0
而當(dāng)輸入端如果輸入5V時(shí)(高電平)，三極管會(huì)進(jìn)入飽和狀態(tài)，集電極和發(fā)射極壓降很小，就像是開(kāi)關(guān)閉合，所以輸出端Y為低電平。
圖15 非門(mén)真值表
如果對(duì)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(mén)、或非門(mén)、同或門(mén)、異或門(mén)
文章上面是最基本的三種邏輯門(mén)電路，當(dāng)這三種門(mén)電路之間進(jìn)行相互組合，還能組成其它與非門(mén)、或非門(mén)、同或門(mén)、異或門(mén)等門(mén)電路。
圖16 組合邏輯電路
如下圖所示，當(dāng)與門(mén)和非門(mén)進(jìn)行組合時(shí)，就成了與非門(mén)。
圖17 與非門(mén)電路 圖18 與非門(mén)真值表
如下圖所示，當(dāng)或門(mén)和非門(mén)進(jìn)行組合時(shí)，就成了或非門(mén)。
圖19 或非門(mén)電路 圖20 或非門(mén)真值表
而當(dāng)四個(gè)與非門(mén)進(jìn)行相互組合時(shí)，可以組合成異或門(mén)電路，如下圖所示。
圖21 異或門(mén)電路
圖22 異或門(mén)真值表
異或門(mén)的特點(diǎn)是：同為0，異為1。也就是說(shuō)當(dāng)兩個(gè)輸入都為0或者都為1時(shí)，輸出就為0；而當(dāng)兩個(gè)輸入一個(gè)是0，另一個(gè)是1時(shí)，輸出就為1。
當(dāng)三個(gè)與非門(mén)和一個(gè)與門(mén)進(jìn)行組合時(shí)，可以組合成同或門(mén)電路，如下圖所示。
圖23 同或門(mén)電路
圖24 同或門(mén)真值表
同或門(mén)的特點(diǎn)是：同為1，異為0。也就是說(shuō)當(dāng)兩個(gè)輸入都為0或都為1時(shí)，輸出才為1，如果兩個(gè)輸入一個(gè)是0，另一個(gè)是1時(shí)則輸出為0。
沒(méi)想到吧，就三個(gè)與、或、非門(mén)組合起來(lái)還能玩出這么多花樣！當(dāng)然，除了上面這幾個(gè)電路，與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)經(jīng)過(guò)組合還能出來(lái)其它的組合邏輯電路。
