数字逻辑和门

和门

和门可以通过使用两个简单的二极管来设计。电路驱动电压V施加到局部连接的二极管,并将输出收集为二极管处的电压降。在逻辑门中,术语高电压电平意味着+5 V和低逻辑电平意味着0 V或研磨。

当AND门的一个输入连接到逻辑高电平时,其他连接到逻辑低电平,则二极管处于反向偏置状态并且输出处的电压降。所以输出测量为低。如果两个输入连接到低电平输入,那么二极管也将转向反向偏置条件并允许无电流。因此,再次测量输出为0。

但是当两个输入(两个二极管)连接到高电压电平时,两端的二极管处于正向偏置状态(二极管开关打开),因此AND门的输出高,并测量为逻辑1。
和二极管的门

和门逻辑符号和布尔表达式

AND门在逻辑上表示,如下图所示,其中两个输入和一个输出。

逻辑符号

布尔表达式

如果和门的输入是x,y和输出是z,则在Boolean表达式中以z = x数在数学上表达和门的操作。这意味着AND门产生输入的乘法。

真理表

下面给出了逻辑和门的真相表。

真理表
真相表描述了我们,除了两个高输入条件外,所有输入的输出都会很低。

具有灯开关电路的解释和门

AND栅极开关电路将具有两个具有两个手动切换开关的输入。让两个交换机是A和B,然后我们可以解释和门的切换操作

  • 当开关A和B都打开时(开关提供低电平输入信号)即,A = 0,B = 0,则灯泡不会发光。
  • 当开关A关闭时(提供高电平输入信号)和B开启(提供低电平输入信号)即,A = 1,B = 0,则灯泡不会发光。
  • 当开关A打开时(用低电平输入信号提供)和B接近(提供高电平输入信号)即a = 0,B = 1,则灯泡不会发光。
  • 当两个开关A和B都关闭时(开关提供高电平输入信号)即a = 1,B = 1,然后灯泡将发光。

在下面的图片中描述了作为光切换电路的该操作和门的操作
开关电路

脉冲操作

如果我们应用两个不同的时钟信号,那么如果我们观察输出,那么如下所示(x,y是输入和输出z)

定时

当两个输入都很高时,AND门的输出也很高,当输入值低时,输出到低电平。在上图中的时钟脉冲末端,输出处于低电平,因为输入都很低。

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和使用BJT晶体管的门

我们可以使用二极管和晶体管设计AND门。具有BJT晶体管的和栅极如下图所示。

使用晶体管

晶体管开关比二极管开关更快。与或门类似,我们通过电阻连接+6 V电源(对其收集器)。第一晶体管的发射极连接到第二晶体管的集电极,第二晶体管的发射极由电阻器接地。

电阻器的输出在第二晶体管的发射极和接地电阻上收集。只有当两个晶体管导通(在高电压电平)和剩下的输入电压组合时,且门的输出很高,输出低。

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3输入和门

我们还可以设计一个带有3个输入的门。虽然和门有3个输入,但布尔方程不会改变。AND门的输出等于输入的总和。

3输入和门符号

3输入和

真理表

下面给出了3-input和门的真相表

真理表

当所有3个输入低时,3个输入和门的输出很高,所有其他输入组合都会很低。

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多输入和门

和大门数学地产生等于输入的乘法的输出。该操作由“。”定义。(点)。我们可以通过将另一个和栅极作为其输入来设计n个输入和门。商业上,只有2个 - 待,3 - 浇口和4 - 浇口和门IC。如果我们需要额外的输入,我们必须在IC的输入中划分额外和盖特。

对于样品,在这里,我们在下面的图表中设计了6分浇口和门。

6输入和

6个输入和门的布尔表达式是q =(a.b)。(光盘)。(例如)。我们还可以通过将其直接连接到地将其连接为“未使用”来设计奇数输入和栅极。

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常用的TTL和CMOS逻辑和门IC的

下面给出了完整列表和门IC

IC号码
目的
4019. Quad和或选择门
4073 三重3 - 浇口和门
4085. 双重2 -wide,2-input和/或反转(aoi)
4086 可扩展的4宽,2输入和/或反转(AOI)
741G08. 单2 - 浇口和门
7409. Quad 2 -Input和Nate,开放收集器输出
741G09. 具有开漏输出的单个2输入和门
7411. 三重3输入和门
7415. 三倍3输入和带开放收集器输出的门
7421. 双4输入和门
7450. 双2宽2输入和或反转门
7451. 双2宽2输入和或反转门
7452 可扩展的4宽2输入和或门
7453 可扩展的4宽2输入和或反转门
7454 4宽的2输入和或反转门
7455. 2宽4输入和或反转门
7458. 2输入和3输入和或门
7459. 2输入和3输入和或反转门
74130. Quad 2输入和栅极缓冲器,具有30 V开路收集器输出
74131. Quad 2输入和栅极缓冲器,带15 V开路收集器输出
74808. 十六进制2输入和司机
741G3208. 单个3输入或门

在所有IC中,我们只使用一些用于我们的一般应用程序。他们列于下面。

TTL逻辑和盖茨CMOS逻辑和盖茨

74LS08 Quad 2输入CD4081 Quad 2-input

74LS11三重3输入CD4073三重3-input

74LS21双4输入CD4082双4-input

7408 Quad 2输入和门IC

IC 7408用作四边形和栅极IC。IC图如下所示。我们来看一下

7408.

7408是TTL系列和门。它有4个和它的门。下面解释每个引脚及其7408CC的目的。

针描述
针描述

销14提供的最大输入为5.2伏D.C。如果电源电压增加5.2伏,则IC由于高电源可能损坏。

IC 4081.

IC 4081用作四边形和栅极IC。IC图如下所示。它是CMOS(互补MOSFET)和栅极IC。与TTL和栅极IC 7048一样,该CMOS和栅极IC也具有4个和栅极。现在让我们了解IC 4081的内部销图。

4081.

针描述

下面解释CMOS 4081和栅极IC的引脚描述

针描述

这里,销14也被提供为5.2伏的最大输入。如果电源电压增加5.2伏,则IC可能由于高电源而损坏。尽管TTL和栅极IC和CMOS和栅极IC具有相同数量的和栅极在其上实现,但它们在内部电路装置中不同。

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和门应用程序

逻辑和门在我们日常生活中的许多应用程序中使用。其中一些是下面解释的。

1)和门用作计数器设备的启用和禁用目的。如果我们观察以下电路,则计数器开始从0到100的计数。当计数器接收时钟信号时,则它将其计数递增1。

申请1

为了使计数操作从1到100成功,计数器电路必须连续接收脉冲。因此,计数器电路可以由计数器输入的输入时输入的时钟信号控制。当我们将时钟信号连接为2-inpport和门的输入时,并且连接和门的第二输入连接以禁用/使能信号。我们可以通过将第二个输入设置为0来停止设备计数。

我们知道,当任何一个输入都低时,然后输出和门将变为低(0)。因此,如果我们将低电平信号应用于Enable / Disable销钉,则AND门的输出将低,因此它不允许任何时钟信号。

因此,时钟信号无法到达计数器,以便通过使得栅极的一个输入到低电平来停止计数操作。如果我们想再次启动计数,我们将在Enable / Disable PIN中应用高输入,即它设置为1.以这种方式,计数器(其计数操作)由AND门控制。

2)。逻辑和门用于某种安全装置,如花园泛光灯和安全灯等。它们具有含有“被动式红外设备(PIR)”的热辐射敏感器件。因此,当设备检测到诸如入侵者(如邻居宠物这样的未经授权的条目)的热对象时,热传感器产生高电压,使其设置为逻辑1。

随着洪水的光线在白天没有清晰可见,这些设计在使用时,当周围的环境/气氛很黑暗时。触发热传感器时,它会在状态上。框图本安全系统和门显示如下。

申请2

单声道设备在触发时仅产生单个脉冲。当输出和栅极变高时,单色设备的输出也高并且保持某些时间间隔。换能器用于为洪光提供足够的电流。

随着洪光是高压装置,单稳态装置产生的输出不足以驱动光线。所以我们使用换能器来提高电流。

在商业安全设备中,我们使用继电器作为开关打开和关闭泛光灯。

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