逻辑门电路的概念 几种常见门电路的实现

一、逻辑门电路的概念

逻辑门电路是一种电路设计，用于处理数字信号（仅包括0和1）。 它们使用逻辑门来执行不同的逻辑操作，如与门、或门、非门、异或门等，这些门基于布尔代数。 逻辑门电路通常使用晶体管、集成电路或其他电子元件实现。

逻辑门电路可以用于数字电路、计算机、通信和控制系统等领域。 在数字电路中，逻辑门电路用于处理和操作数字信号，从而实现不同的功能和任务。 在计算机中，逻辑门电路构成了计算机的基本组成部分，用于执行算法和程序。 在通信和控制系统中，逻辑门电路用于解码、编码、调制、解调等操作。

二、几种常见门电路的实现

1. 非门

非门是一种基本的逻辑门电路，也称为反相器（Inverter）。 它只有一个输入端和一个输出端，当输入为1时，输出为0； 当输入为0时，输出为1。 非门的输出与输入相反，因此得名反相器。

（1）原理图

（2）仿真：

2. 与非门

与非门也称为NAND门。 它有两个或多个输入端和一个输出端。 当所有输入均为1时，输出为0； 否则输出为1。
与非门可以看作是与门和非门的组合，即先对所有输入进行与操作，然后对结果进行反相操作。

（1）mos管电路：

（2）仿真结果：

（3）真值表：

3. 与门

与门（AND gate）是数字电路中最基本的逻辑门之一，其输入为两个或更多个布尔逻辑变量，输出结果为这些输入变量的逻辑乘积。 当且仅当所有输入都为1时，输出才为1； 否则输出为0。

（1）三极管实现方式

在这个电路中，两路二极管同时输入高电平时，2个二极管正偏，输出限定在3.7V高电平 。
两个输入一高一低时，最终输出钳位在0.7V。
当两个都输入低电平时，两个二极管都导通 ，输出为低电平。

逻辑分析仪上得到相同结果。 但是在电平转换时，输出会有一瞬间错误的高电平状态。

（2）mos管实现

与门在与非门的基础上加了非门电路：

仿真结果：

这里通道1、3是输入，通道2是输出，可以看出1、3高的时候，输出2是高。 其它情况下，输出都是低。

（3）真值表

4. 或非门

（1）mos管电路

一个CMOS NOR门电路使用四个绝缘栅场效应晶体管，与NAND门电路一样，只是晶体管的排列方式不同。 与两个并联的源极（上）晶体管连接到Vdd和两个串联的汇极（下）晶体管连接到地不同，NOR门使用两个串联的源极晶体管和两个并联的汇极晶体管。

（2）仿真

这个电路在电平转换的时候仿真有点问题。

（3）真值表

5. 或门

（1）mos管电路

或门使用了或非门+非门：

（2）仿真结果

（3）真值表