通用Gates-NAND门

逻辑门是数字世界中的基本元素。在上一篇文章中,我们了解了基本逻辑门。这些基本门可以由通用门构成。数字逻辑中有两个通用门。它们是NAND门和NOR门。

如果这些栅极正确制造了其他基本栅极,则可以容易地构建。因此,它们被称为通用门。它们易于制造和经济,这些门普遍使用。

这篇文章解释了一种称为与非门的通用门。

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NAND门逻辑符号和等效电路

NAND门是和门的组合而不是门。它具有执行3个逻辑门的操作,例如或和门和不门。和栅极和NAND门的输出彼此相反。一个人应该知道,并且门和门是由栅极构成的。

它具有2个输入x,y和单个输出,z.使用二极管和晶体管的NAND门等效电路如下所示。

NAND门的输入通过二极管施加,这些二极管连接到BJT。

当NAND门的两个二极管的输入连接到高电压电平i.e. +5 V(逻辑高)时,2个二极管将是反向偏置的。由于二极管不进行,因此它们都将处于OFF状态。在这种情况下,晶体管Q1能够从电阻器驱动电源电压。

这使得晶体管处于ON状态,因此输出电压Vce (Sat)将为0。同样的,如果我们对两个二极管都施加低电压(逻辑低),即0,那么没有电流流过晶体管,因此它将变成OFF。这使得输出变得高。

下面给出了NAND​​门的电路和逻辑符号。

NAND门和逻辑符号

NAND栅极操作的数学表达式作为z =(x.y)̅给出。其中,栏“̅”表示反向操作。

NAND门真相表

从真相表格中,如果其输入处于低状态,则可以观察到NAND门输出将很高。如果输入都很高,它会变高。

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输入晶体管与非门

与非门也可以用晶体管来设计。为了设计一个双输入晶体管非门,我们将两个电阻连接到两个晶体管的基座上。+ 6v的电源电压通过一个电阻传递给第一晶体管的集电极。

输出通过晶体管和电阻的集电极收集。2个晶体管串联连接,即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接地。

晶体管Nand门

在输入端连接的电阻器每一个都是10K欧姆。

脉冲操作

如果我们将2个不同的时钟信号应用为NAND门X和Y的输入,则NAND门的输出如下所示(x,y是输入,输出z)

脉冲操作

当两个输入都是高的,那么与非门的输出将是低的,当任何一个输入是低的,那么输出进入高电平。在上面的时钟脉冲的末端,输出是高水平的,因为一个输入是低的。

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普遍的NAND门

NAND门被称为“普遍盖茨”。这是因为,该门可以通过在其输入侧进行一些更改来作为任何基本逻辑门。主要是,我们更喜欢NAND大门,也不用于设计其他基本逻辑门的盖茨。让我们看看为什么这些是首选,我们如何通过使用NAND门设计其他大门。

为什么我们更喜欢NAND门也不是设计基本逻辑电路?

NOR门占用的面积大于NAND门占用的面积。由于所占面积高,与NOR门相关的电容也高。这将导致更多的延迟,因为输入到达输出所需的时间变得很高。

选择NAND门的另一个原因是它的“逻辑努力”很低。我们可以通过两种方法实现逻辑门。第一个也是最常用的方法是布尔函数法,第二个方法是逻辑努力法。NOR逻辑门的逻辑努力是5/3,而NAND门的逻辑努力是4/3。

具有低逻辑努力的门是更好的使用。因此,由于与非门具有较低的逻辑努力,它是速度和更好的输出时,其输入负载减少。

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基本逻辑门只使用与非门

我们可以设计基本的逻辑门,如与门、或门、非门。让我们看看现在的非门可以执行所有三种类型的功能。

2输入与门

2输入或

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3-indut nand门

多输入与非门可以通过在其输入端连接其他逻辑门来设计。让我们看看3输入与非门的逻辑符号和真值表。布尔表达式不会随着输入数量的改变而改变。与非门的输出是与非门输入相乘的倒数。

3输入NAND门符号

3输入与非

3输入NAND门的布尔表达式是Q =(A.b.c)̅

3输入与非门真值表

3输入与非门的真值表如下

3 IP真值表

当所有的3个输入都是高时,3个输入与非门的输出是低的,它将是所有其他输入组合的高。

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4输入NAND门

类似于3输入NAND门,我们还可以设计4输入NAND门。

4 IP NAND

其布尔表达式为Q = (A.B.C.D)̅

奇数NAND门可以通过使输入的输入“未使用”来设计。逻辑NAND门的功能也称为SHAFFER行程功能。这是由向上箭头或垂直杆表示的,作为NAND B = A | B或A↑B。

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常用的TTL和CMOS逻辑非门集成电路

与非门电路

7400 Quad 2输入逻辑NAND门IC

7400 NAND IC的规格是

  • 最大电源电压为5.25V。
  • 最小输入电压2.0。
  • 输出电流为8mAV。
  • 工作温度最高75°。

7400

7400销

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NAND门应用程序

逻辑与非门有许多应用,如防盗报警器、冷冻室蜂鸣器等。

窃贼警报或盗窃报警

防盗报警电路如下所示。它有一个与非门与LDR输入。LDR是光相关电阻。当报警开关关闭时,其中一个与非门输入将是低电平。如果LDR保持光照,那么第二个输入也是低的。因此,与非门的两个输入是低的。所以如果出现这两种情况中的任何一种,与非门的输出变成HIGH,然后防盗警报响起,作为警报的信号。
窃贼警报或盗窃报警

窃贼警报是一种电子设备,用于检测未经授权的条目,以及作为安全警报和盗窃警报。这些用于商业和住宅和军事安全目的反对入侵者。这些警报可以连接到电视机和闭​​路电视监控系统。

冰箱警告蜂鸣器

这个冷库警告蜂鸣器电路使用与非门作为非门。单输入与非门(功能为非门)在其输入侧有两个热敏电阻。只要热敏电阻是冷的,它的电阻就会很高,因此与非门的输入就会很高。由于非门的功能是非门,非门的输出将是低的。
同样地,当热敏电阻变暖时,它的电阻会减小。因此热敏电阻上的电压降将很低,使与非门的输入变成low。

冰箱警告蜂鸣器

当两个热敏电阻上的电压降低时,那么NAND门的输出将变高,然后蜂鸣器环。

灯光防盗报警器

该电路由以简单的锁存电路的形式连接的NAND栅极组成。当开关连接到“A”时,蜂鸣器输入将关闭。在这种情况下,LDR没有影响电路上的LDR(其作为锁存器的一个输入之一)。但是,当开关在'B'时,由于LDR的效果,蜂鸣器将亮起。蜂鸣器将同时声音光线或闪光灯也闪烁闪烁。蜂鸣器只能通过将开关返回到位置'a'来关闭。

灯光防盗报警器

自动浇水系统

本技术发明适用于夜间水生植物。该电路只有在LDR断开(通常发生在晚上)和热敏电阻周围的大气潮湿时才起作用。该电路有一个继电器作为开关,只有当与非门的两个输入条件满足时,才允许抽水。

自动浇水系统

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