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一文弄懂與門/或門/非門和組合邏輯電路

2023年01月12日 10:05:56      來源：云南昌暉儀表制造有限公司 >> 進入該公司展臺      閱讀量：25

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在數字電路中，門電路是數字電路的基本單元，很多復雜的數字電路都是由這些基本的單元組成的。最基本的門電路是與門、或門、非門。這3種基本的邏輯門電路通過相互組合，還能組合出與非門、或非門、同或門、異或門等。昌暉儀表在本文分享邏輯門電路的基本知識。

門電路是這樣的一種電路，它的輸入輸出只有兩種狀態，要么是0，要么是1，通常是這樣規定的，1為高電平，0為低電平。門電路是邏輯電路，它規定輸入的信號要滿足某種邏輯關系時，才會有信號輸出。下面跟著一起看看這幾種門電路的特點。

1、與門
與門電路能實現“與”邏輯關系，與門有兩個以上的輸入端，一個輸出端，與門電路的邏輯符號如下圖1所示。與門電路可以由上圖2的二極管和電阻器電路實現。 
  與門電路符號           與門電路圖
圖1 與門電路符號                  圖2 與門電路圖

與門電路的輸入端都輸入1(高電平)時，輸出端Y才會輸出1，否則輸出端Y輸出0。
與門電路的輸入端都輸入1(高電平)時，輸出端Y才會輸出1，否則輸出端Y輸出0
圖3 與門電路應用

例如，在上圖中，與門電路輸入0和1，假設電源電壓為+5V，那5V就是高電平，0V是低電平，只要其中任意一個二極管導通，輸出端Y就會被鉗位為0.2V(低電平)。
 與門：全1出1，有0出0
圖4 與門：全1出1，有0出0

只有當兩個二極管截止時，輸出端Y才輸出5V(高電平)，這就是與門。與門電路用數學表達式可以表示為：與門邏輯表達式：Y=AB

我們可以把輸入輸出有可能的取值用一個表(真值表)列出來：

圖5 與門真值表

真值表是用來表示輸入輸出之間全部可能狀態的表格，在數字電路分析過程當中經常使用，在真值表中可以看出輸入輸出全部有可能的取值。

2、或門
或門電路能實現“或”邏輯關系，或門電路的邏輯符號如下圖6所示。或門電路可由圖7的電路實現。
或門電路符號            或門電路
圖6 或門電路符號                   圖7 或門電路
或門電路的輸入端只要有一個為1(高電平)時，輸出端Y就會輸出1；當輸入端都為0時，輸出端Y輸出0。
或門電路的應用
圖8 或門電路的應用

例如，在圖8中，當輸入低電平(0V)時，兩個二極管截止，輸出端為低電平。
或門電路的應用
圖9 或門電路的應用

而當輸入端的輸入任意一個為高電平(1)時，就會有一個二極管導通，輸出端Y就會鉗位為高電平(4.8V)，這就是或門，或門電路用數學表達式可以表示為：或門邏輯表達式：Y=A+B

或門電路真值表是這樣的：
或門電路真值表
圖10 或門電路真值表

3、非門
非與門電路能實現“非”邏輯關系，非門只有一個輸入端，一個輸出端，非門電路的邏輯符號如圖11所示。
非門電路的邏輯符號           非門電路
圖11 非門電路的邏輯符號             圖12 非門電路

非門電路可以由圖12的三極管電路來實現，當非門電路輸入高電平(1)時，輸出端會輸出低電平(0)。

圖13 非門電路的應用

如上圖所示，圖13的三極管是NPN型三極管，當輸入端輸入0V時(低電平)，三極管就會進入截止狀態，輸出端就會5V(高電平)。
非門：0出1,1出0
圖14 非門：0出1,1出0

而當輸入端如果輸入5V時(高電平)，三極管會進入飽和狀態，集電極和發射極壓降很小，就像是開關閉合，所以輸出端Y為低電平。
非門真值表
圖15 非門真值表
如果對三極管放大、飽和、截止三種工作狀態還不太明白的朋友，可以閱讀一下三極管3種工作狀態，昌暉儀表只能幫你到這了！

4、與非門、或非門、同或門、異或門
文章上面是最基本的三種邏輯門電路，當這三種門電路之間進行相互組合，還能組成其它與非門、或非門、同或門、異或門等門電路。
組合邏輯電路
圖16 組合邏輯電路

如下圖所示，當與門和非門進行組合時，就成了與非門。
與非門電路           與非門真值表
圖17 與非門電路                                  圖18 與非門真值表

如下圖所示，當或門和非門進行組合時，就成了或非門。
或非門電路            或非門真值表
圖19 或非門電路                               圖20 或非門真值表

而當四個與非門進行相互組合時，可以組合成異或門電路，如下圖所示。
異或門電路
圖21 異或門電路

異或門真值表
圖22 異或門真值表
異或門的特點是：同為0，異為1。也就是說當兩個輸入都為0或者都為1時，輸出就為0；而當兩個輸入一個是0，另一個是1時，輸出就為1。

當三個與非門和一個與門進行組合時，可以組合成同或門電路，如下圖所示。
同或門電路
圖23 同或門電路

同或門真值表 
圖24 同或門真值表

同或門的特點是：同為1，異為0。也就是說當兩個輸入都為0或都為1時，輸出才為1，如果兩個輸入一個是0，另一個是1時則輸出為0。

沒想到吧，就三個與、或、非門組合起來還能玩出這么多花樣！當然，除了上面這幾個電路，與門、或門、非門經過組合還能出來其它的組合邏輯電路。
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