用以实现基本逻辑运算和复合逻辑运算的单元电路称为门电路。常用的门电路在逻辑功能上有与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门等几种。
门电路输入
“门”是这样的一种电路:它规定各个输入信号之间满足某种逻辑关系时,才有信号输出,通常有下列三种门电路:与门、或门、非门(反相器)。从逻辑关系看,门电路的输入端或输出端只有两种状态,无信号以“0”表示,有信号以“1”表示。也可以这样规定:低电平为“0”,高电平为“1”,称为正逻辑。反之,如果规定高电平为“0”,低电平为“1”称为负逻辑,然而,高与低是相对的,所以在实际电路中要先说明采用什么逻辑,才有实际意义,例如,负与门对“1”来说,具有“与”的关系,但对“0”来说,却有“或”的关系,即负与门也就是正或门;同理,负或门对“1”来说,具有“或”的关系,但对“0”来说具有“与”的关系,即负或门也就是正与门。
基本逻辑电路
凡是对脉冲通路上的脉冲起着开关作用的电子线路就叫做门电路,是基本的逻辑电路。门电路可以有一个或多个输入端,但只有一个输出端。门电路的各输入端所加的脉冲信号只有满足一定的条件时,“门”才打开,即才有脉冲信号输出。从逻辑学上讲,输入端满足一定的条件是“原因”,有信号输出是“结果”,门电路的作用是实现某种因果关系──逻辑关系。所以门电路是一种逻辑电路。基本的逻辑关系有三种:与逻辑、或逻辑、非逻辑。与此相对应,基本的门电路有与门、或门、非门。
集成电路
分立元件组成
门电路可用分立元件组成,也可做成集成电路,但目前实际应用的都是集成电路。由于单一品种的与非门可以构成各种复杂的数字逻辑电路,而器件品种单一,给备件、调试都会带来很大方便,所以集成电路工业产品中并没有与门、或门,而供应与非门。
非门:利用内部结构,使输入的电平变成相反的电平,高电平(1)变低电平(0),低电平(0)变高电平(1)。
与门:利用内部结构,使输入两个高电平(1),输出高电平(1),不满足有两个高电平(1)则输出低电平(0)。
A
B
C
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
或门:利用内部结构,使输入至少一个输入高电平(1),输出高电平(1),不满足有两个低电(0)输出高电平(1)
目前实际应用的门电路都是集成电路。在集成电路设计过程中,将复杂的逻辑函数转换为具体的数字电路时,不管是手工设计还是EDA工具自动设计,通常要用到七种基本逻辑(与、或、非、与非、或非、同或、异或)的图形表示,在电路术语中这些逻辑操作符号被称作门,对应的具体电路就叫做门电路,包括某个基本逻辑或者多个基本逻辑组合的复杂逻辑。
比如实现取反功能的反相器,就叫做非门;实现“先与后反”功能的就是与非门,如下图所示。与非门由两个N管和两个P管组成:P管并联,一端接电源;N管串联,一端接地。根据CMOS结构互补的思想,每个N管都会和一个P管组成一对,它们的栅极连在一起,作为与非门的输入;输出则在“串-并”结构的中间。当输入端A、B中只要有一个为0时,下面接地的通路断开,而上面接电源的通路导通,就输出高电平1;而只有A、B同时为1时,才会使接地的两个串联NMOS管都导通,从而输出低电平0。而这正是与非门的逻辑:只有两个输入都为1时,输出为0;否则结果为1。
上述7种基本逻辑对应的门即为:与门、或门、非门、与非门、或非门、异或门、同或门。
另外还有一个常用的基本门电路叫传输门,可以模拟“开关”的动作,当然也是由MOS-FET组成的,利用了其栅电压控制MOS管导通的原理;当CP为1,A的数据可以传到B端,当CP为0时,其内部晶体管截止,可以把电路中的通路临时关断。它们的逻辑符号如右图所示。
门电路几乎可以组成数字电路里面任何一种复杂的功能电路,包括类似于加法、乘法的运算电路,或者寄存器等具有存储功能的电路,以及各种自由的控制逻辑电路,都是由基本的门电路组合而成的。
希望我能帮助你解疑释惑。
由于虚断,R5没有电流流过,所以R5左右等电位均为地电位。由于虚短,R1右端与R5右端等电位,也相当于接地。这样一来,相当于大地经过R2和R4的并联之后又串联了R3,所以即R2与R4的并联电阻从u0那里分得了uM的电压。而R2和R4的并联电阻为(R2//R4)=R2*R4/(R2+R4),这个值在R2远大于R4的时候十分接近R4(分子分母同时除以R2就看出来了),也就是说相当于R4在和R3分压,这样一来欧姆定律就不难列出红色的式子了,再将上一行算得的uM代入就得到了黑色的式子,不知我说清楚了木有。。。。
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