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標簽 > 門電路
用以實現基本邏輯運算和復合邏輯運算的單元電路稱為門電路。常用的門電路在邏輯功能上有與門、或門、非門、與非門、或非門、與或非門、異或門等幾種。
目前實際應用的門電路都是集成電路。在集成電路設計過程中,將復雜的邏輯函數轉換為具體的數字電路時,不管是手工設計還是EDA工具自動設計,通常要用到七種基本邏輯(與、或、非、與非、或非、同或、異或)的圖形表示,在電路術語中這些邏輯操作符號被稱作門,對應的具體電路就叫做門電路,包括某個基本邏輯或者多個基本邏輯組合的復雜邏輯。比如實現取反功能的反相器,就叫做非門;實現“先與后反”功能的就是與非門,如下圖所示。與非門由兩個N管和兩個P管組成:P管并聯,一端接電源;N管串聯,一端接地。根據CMOS結構互補的思想,每個N管都會和一個P管組成一對,它們的柵極連在一起,作為與非門的輸入;輸出則在“串-并”結構的中間。當輸入端A、B中只要有一個為0時,下面接地的通路斷開,而上面接電源的通路導通,就輸出高電平1;而只有A、B同時為1時,才會使接地的兩個串聯NMOS管都導通,從而輸出低電平0。而這正是與非門的邏輯:只有兩個輸入都為1時,輸出為0;否則結果為1。
用以實現基本邏輯運算和復合邏輯運算的單元電路稱為門電路。常用的門電路在邏輯功能上有與門、或門、非門、與非門、或非門、與或非門、異或門等幾種。
集成電路原理
目前實際應用的門電路都是集成電路。在集成電路設計過程中,將復雜的邏輯函數轉換為具體的數字電路時,不管是手工設計還是EDA工具自動設計,通常要用到七種基本邏輯(與、或、非、與非、或非、同或、異或)的圖形表示,在電路術語中這些邏輯操作符號被稱作門,對應的具體電路就叫做門電路,包括某個基本邏輯或者多個基本邏輯組合的復雜邏輯。比如實現取反功能的反相器,就叫做非門;實現“先與后反”功能的就是與非門,如下圖所示。與非門由兩個N管和兩個P管組成:P管并聯,一端接電源;N管串聯,一端接地。根據CMOS結構互補的思想,每個N管都會和一個P管組成一對,它們的柵極連在一起,作為與非門的輸入;輸出則在“串-并”結構的中間。當輸入端A、B中只要有一個為0時,下面接地的通路斷開,而上面接電源的通路導通,就輸出高電平1;而只有A、B同時為1時,才會使接地的兩個串聯NMOS管都導通,從而輸出低電平0。而這正是與非門的邏輯:只有兩個輸入都為1時,輸出為0;否則結果為1。
上述7種基本邏輯對應的門即為:與門、或門、非門、與非門、或非門、異或門、同或門。另外還有一個常用的基本門電路叫傳輸門,可以模擬“開關”的動作,當然也是由MOS-FET組成的,利用了其柵電壓控制MOS管導通的原理;當CP為1,A的數據可以傳到B端,當CP為0時,其內部晶體管截止,可以把電路中的通路臨時關斷。它們的邏輯符號如右圖所示。
門電路幾乎可以組成數字電路里面任何一種復雜的功能電路,包括類似于加法、乘法的運算電路,或者寄存器等具有存儲功能的電路,以及各種自由的控制邏輯電路,都是由基本的門電路組合而成的。
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