与非门
与非门
与非门（一种逻辑电路）与非门（英语：NAND gate）是数字电路的一种基本逻辑电路。
若当输入均为高电平（1），则输出为低电 平（0）；若输入中至少有一个为低电平（0），则输出为高电平（1）。
与非门可以看作是与门和非门的叠 加。
概述 与非门是 与门和 非门的结合，先进行 与运算，再进行 非运算。
与非运算输入要求有两个，如果输入都用 0 和 1 表示的话，那么与运算的结果就是这两个数的乘积。
如 1 和 1（两端都有信号），则输出为 0；1 和 0，则输出为 1；0 和 0，则输出为 1。
与非门的结果就是对两个输入信号先进行 与运算，再对此 与运算 结果进行 非运算的结果。
简单说， 与非与非，就是先 与后 非。
电工学里一种基本逻辑电路，是与门和非门的叠加，有两个输入和一个输出。
CMOS 电路中的逻辑门有非门、与门、与非门、或非门、或门、异或门、异或非门，施密特触发门、缓冲 器、驱动器等 与非门则是当输入端中有 1 个或 1 个以上是低电平时，输出为高电平；只有所有输入是高电平时，输出才 是低电平 与非门芯片：74ls 系列：74ls00，COMS 系列：CD4011真值表 与非门真值表ABY 001 011 101 110逻辑表达式： Y=(A·B)'=A'+B'逻辑符号ANSI/IEEE Std 91-1984IEC 60617-12DIN 40700实现开关逻辑CMOS 逻辑百科内容来自于:TTL 电平TTL 电平信号被利用的最多是因为通常数据表示采用二进制规定， +5V 等价于逻辑“1”， 0V 等价于逻辑“0”， 这被称做 TTL（晶体管-晶体管逻辑电平）信号系统，这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的 标准技术。
基本信息 TTL 电平信号被利用的最多是因为通常数据表示采用二进制规定， +5V 等价于逻辑“1”， 0V 等价于逻辑“0”， 这被称做 TTL（晶体管-晶体管逻辑电平）信号系统，这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的 标准技术。
四输入与非门7420工作原理
四输入与非门7420工作原理
四输入与非门（7420）是一种集成电路，通常用于数字电子系统中。
每个输入都是一个非门，也就是一个反相器。
这意味着，如果输入是1，输出就是0，反之亦然。
7420 IC 的工作原理如下：
1. 输入阶段：这个器件有四个输入引脚（A、B、C、D）。
每个输入都连接到一个非门。
2. 非门：每个输入都通过一个非门，进行逻辑非操作。
这意味着，如果输入是高电平（1），那么非门输出低电平（0），反之亦然。
3. 与非门：接下来，这四个非门的输出连接到一个与非门。
与非门是一个与门后跟一个非门，其输出是与门输出的逻辑非。
4. 与门：四个非门的输出在与门中进行逻辑与运算。
只有当所有输入都是高电平时，与门的输出才是高电平。
否则，输出为低电平。
5. 最终输出：与非门将与门的输出进行逻辑非操作，最终输出的结果是：只要有一个输入为低电平，那么输出就为高电平。
这种设计使得四输入与非门的输出在只有当所有输入都是高电平时才为低电平，其他情况都为高电平。
这种门电路在数字逻辑电路中有许多应用，用于实现复杂的逻辑功能。
与或非门电路
4. 同或门
◆ 能够实现 A⊙B “同或”逻辑关系的 L A B A B 电路均称为“同或门”。由非门、与门和或门组合而成的同或门 及逻辑符号如下图所示。
同或门电路：
逻辑符号：
提 示
双输入端同或门波形图：
当输入端A、B 的电平 状态互为相反时，输出端L 一定为低电平；而当输入端 A、B 的电平状态相同时， 输出端 L 一定为高电平。
◆
L A B
◆
三态门真值表
◆
三态门应用举例 （a）门电路选择 （b）数据双向传输 （c）总线结构
作
P50
业
2.6 2.7 2.8
（5）TTL与非门74LS00集成电路示意图
◆ 4个双输入与非门， ◆ 此类电路多数采用双列直插式封装。
2.2.2 MOSHale Waihona Puke 列门电路◆ CMOS门电路举例
▲ CMOS非门电路 ▲ CMOS与非门
2-2
▲ CMOS或非门
工作原理 A为高电平，T1截 止T2导通，L为低电 平，符合非逻辑关 系。
工作原理 A、 B同为高电平 时T1 、T2截止， T3 、 T4导通，L为低电平， 符合与非逻辑关系。 反之亦然。
◆
OC门的逻辑符号
◆
OC门线与的应用
L A B CD A B CD
2. 三态门
◆ ◆
什么是三态门 三态门的特点
除0、1外还有第三种状态——高阻抗状态 高阻抗状态时的输出阻抗非常大，输入与 输出视为开路，对外电路不起任何作用 计算机接口电路中广泛应用
三态与非门的原 理示意图及其符号
2.3.2 产品分类电路
1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
与非门测试的实验原理
与非门测试的实验原理
与非门是一种基本的逻辑门电路，它由两个输入和一个输出组成。
当且仅当两个输入都是高电平时，输出才是低电平，否则输出为高电平。
其符号为“⊼”。
与非门的原理可以通过电路图来理解。
一个与非门电路由两个晶体管和两个电阻构成，其中两个电阻分别连接到两个输入端，两个晶体管的基极分别与电阻相连，集电极则连接到输出端，两个晶体管的发射极则分别连接到电源和地。
当两个输入端都是高电平时，两个晶体管的基极都会受到电压，导致它们都会导通，从而使输出端的电压为低电平。
但当两个输入端中有任意一个是低电平时，至少有一个晶体管的基极不会受到电压，从而导致它不导通，输出端的电压就会是高电平。
总的来说，与非门的原理就是通过晶体管的控制来实现输入信号的逻辑运算，从而得到输出信号。
简述与门或门非门与非门或非门电路的控制特点
简述与门或门非门与非门或非门电路的控制特点
与门和门非门是逻辑门电路中常用的两种基本电路，它们的控制特点如下：
1. 与门（AND gate）：当所有输入信号都为高电平（1）时，
与门输出高电平；否则输出低电平（0）。
因此，与门可以实
现多个输入信号之间的逻辑与操作。
2. 非门（NOT gate）：非门只有一个输入信号，并且输出与输入信号相反的电平。
即当输入信号为高电平时，非门输出低电平；当输入信号为低电平时，非门输出高电平。
3. 门非门（NAND gate）：门非门是由与门和非门组成的复合
电路。
与门的输出作为非门的输入，异或操作后输出。
当所有输入信号都为高电平时，与门输出低电平，与非门输出高电平；否则，输出低电平。
因此，门非门可以实现多个输入信号之间的逻辑或操作。
4. 非门或非门（NOR gate）：非门或非门也是由非门和或门
组成的复合电路。
非门的输出作为或门的输入，异或操作后输出。
当所有输入信号都为低电平时，非门输出高电平，或门输出低电平；否则，输出高电平。
因此，非门或非门可以实现多个输入信号之间的逻辑非或操作。
综上所述，与门和门非门是逻辑电路中常用的基本电路，它们可以实现多个输入信号之间的不同逻辑操作。
与或非门电路
工作原理 请自行分析
2.3 门电路综合应用
例1： 由于检测危险的报警器自身也可能出现差错，因此为提高 报警信号的可靠性，在每个关键部位都安置了三个同类型的危 险报警器，如下图所示。只有当三个危险报警器中至少有两个 指示危险时，才实现关机操作。这就是三选二电路。 1） 根据题意作出真值表
2.3.1 三选二电路
1. TTL系列数字电路分类 小规模集成电路集成 2. TTL 系列数字电路的主要参数指标 中、大规模集成电路的集 ◆按集成度大小分类 成度比较高，大多数是一些具 度比较低，大多数是 3. TTL与非门输入特性和输出特性 有特定逻辑功能的逻辑电路。 小规模集成电路 与门、或门、与非门、 其中包括：加法器、累加器、 中规模集成电路 或非门、与或非门、反相 乘法器、比较器、奇偶发生器/ 器、三态门、锁存器、触 校验器、算术运算器、多（四、 大规模集成电路 六、八）触发器、寄存器堆、 发器、单稳态、多谐振荡 器； 超大规模的集成电路。 时钟发生器、码制转换器、数 据选择器/多路开关、译码器/ ◆按逻辑功能分类 以及一些扩展门、缓 分配器、显示译码器/驱动器、 ◆按国家标准分类 冲器、驱动器等比较基本、 位片式处理器片、异步计数器、 CV54/74系列 同步计数器、A/VD和VD/A转 简单、通用的数字逻辑单 换器、随机存取器（ RAM）、 元电路。 CV54/74H系列 只读存储器 可以根据电路设计需 （ ROM/PROM/EPROM/EEP CV54/74S系列 要利用手册从中选择适用 ROM）、处理机控制器和支持 的电路构成所需的各种数 功能器件等。 CV54/74LS系列
2.4.2 其他常用TTL门电路 2.4.3 常用CMOS门电路
2.4 常用IC门简介 TTL系列数字电路的主要参数指标 （1）高电平输出电压VOH：2.7 ～ 3.4V （2）高电平输出电流I0H： （3）低电平输出电压VOL：0.2 ～ 0.5V （4）低电平输出电流IOL （5）高电平输入电压VIH：一般为2V （6）高电平输入电流IIH （7）低电平输入电压VIL：一般为0.8V
与非门实验小结
与非门实验小结一、实验介绍与非门是数字电路中最基本的逻辑门之一，也是计算机内部运算的基础。
本次实验旨在通过使用集成电路的方式制作与非门，并验证其逻辑功能。
二、实验材料1. 7400型四路二输入与非门芯片2. 实验板3. 电源线4. 万用表三、实验步骤1. 将7400芯片插入到实验板中。
2. 连接电源线并打开电源。
3. 使用万用表测量芯片引脚之间的连通性，确保芯片没有损坏。
4. 将两个输入信号分别连接到芯片的1号和2号引脚上。
5. 将输出信号连接到芯片的3号引脚上。
6. 通过改变输入信号的值，观察输出信号是否符合与非门的逻辑功能。
四、实验结果分析根据与非门的定义，只有当两个输入信号都为0时，输出信号才为1。
否则输出信号都为0。
通过改变输入信号的值，我们可以观察到输出信号随着输入信号变化而变化。
当两个输入信号都为0时，输出信号为1；其他情况下输出信号都为0。
这说明我们成功地制作了一个与非门，并且其逻辑功能符合预期。
五、实验注意事项1. 操作时要注意安全，避免触电等意外情况的发生。
2. 在进行实验之前，要先检查实验板和芯片是否有损坏。
3. 在连接电源线之前，要确保电源关闭，并且正确地连接电源线。
4. 在进行测量时，要使用正确的测量工具，并按照正确的操作步骤进行操作。
5. 实验结束后，要将所有工具和设备归位并关闭电源。
六、实验总结通过本次实验，我们成功地制作了一个与非门，并验证了其逻辑功能。
这不仅增加了我们对数字电路的理解和认识，也为我们今后学习计算机硬件打下了基础。
在进行实验时，我们还需要注意安全和细节问题，这有助于提高我们的实验技能和操作能力。
与非门、或非门、异或门逻辑表达式
一、概述逻辑门是数字电子电路中重要的组成部分，其中与非门、或非门、异或门是其中的几种类型。
它们在数字电路中起到了至关重要的作用，并且在计算机科学和工程领域有着广泛的应用。
本文将对这几种逻辑门的逻辑表达式进行详细的介绍和分析。
二、与非门(AND非门)1. 与非门的逻辑表达式与非门是由一个与门和一个反相器组成的逻辑门，其输出与输入相反。
与非门的逻辑表达式可以表示为：输出= ~(A ∧ B)，其中∧表示与操作符，~表示反相操作符。
2. 与非门的功能与非门的主要功能是输出与输入相反的逻辑结果。
当输入的A和B同时为1时，输出为0；否则输出为1。
与非门常用于数字电路中的多种逻辑功能的实现，如加法器、乘法器等。
三、或非门(OR非门)1. 或非门的逻辑表达式或非门是由一个或门和一个反相器组成的逻辑门，其输出与输入相反。
或非门的逻辑表达式可以表示为：输出= ~(A ∨ B)，其中∨表示或操作符，~表示反相操作符。
2. 或非门的功能或非门的主要功能是输出与输入相反的逻辑结果。
当输入的A和B任意一个为1时，输出为0；否则输出为1。
或非门在数字电路中常用于多种逻辑功能的实现，如单片机的输入端口、输出端口等。
四、异或门(XOR门)1. 异或门的逻辑表达式异或门是一种常用的逻辑门，其逻辑表达式可以表示为：输出= A ⊕ B，其中⊕表示异或操作符。
2. 异或门的功能异或门的主要功能是实现两个输入信号的异或运算。
当输入的A和B 不相输出为1；否则输出为0。
异或门在数字电路中有着广泛的应用，如在加法器、校验电路、数据传输等领域。
五、总结在数字电子电路中，与非门、或非门、异或门是常用的逻辑门类型，它们分别实现了与、或、异或等不同的逻辑运算。
逻辑门的逻辑表达式对于理解和设计数字电路具有重要意义，通过对逻辑门的逻辑表达式的分析和理解，可以更好地应用和设计数字电路，提高数字电路的性能和可靠性。
希望本文对读者对于与非门、或非门、异或门的逻辑表达式有所帮助。
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教学要求：
熟练掌握最简单的与、或、非门电路；掌握TTL 门电路、CMOS 门电路特点和逻辑功能（输入输出关系）；掌握TTL 门电路、CMOS 门电路的电气特性；理解TTL 门电路、CMOS 门电路在应用上的区别。
了解特殊的门电路，如OC 门，三态门，CMOS 传输门。
教学重点：
TTL 门电路的外部特性，逻辑功能、电气特性。
CMOS 门电路的外部特性，逻辑功能、电气特性。
2. 1 概述
门电路——用以实现各种基本逻辑关系的电子电路
正逻辑——用1 表示高电平、用0 表示低电平
负逻辑——用0 表示高电平、用1 表示低电子的情况。
2.2 分立元件门电路
2.2.1 二极管的开关特性
图2.2.1二极管静态开关电路及其等效电路
(a)电路图(b) 输入高电平时的等效电路(c)输入低电平时的等效电路
二、动态开关特性在高速开关电路中，需要了解二极管导通与截止间的快速转换过程。
图２.２.２二极管动态开关特性
(a)电路图(b)输入脉冲电压波形(c)实际电流波形
当输入电压U I 由正值U F 跃变为负值U R 的瞬间，V D 并不能立刻截止，而是在外加反向电压UR
作用下，产生了很大的反向电流I R ，这时i D ＝I R ≈- U R ／R ，经一段时间
t rr后二极管V D 才进人截止状态，如图3. 2. 3 (c) 所示。
通常将t rr称作反向恢
复时间。
产生t rr 的主要原因是由于二极管在正向导通时，P 区的多数载流子空穴大
量流入N 区，N 区的多数载流子电子大量流入P 区，在P 区和N 区中分别存储了
大量的电子和空穴，统称为存储电荷。
当U I 由U F跃变为负值U R 时，上述存储
电荷不会立刻消失，在反向电压的作用下形成了较大的反向电流I R ，随着存储电荷
的不断消散，反向电流也随之减少，最终二极管V D 转为截止。
当二极管V D 由截
止转为导通时，在P 区和N 区中积累电荷所需的时间远比t rr 小得多，故可以忽略。
2. 2. 2 三极管的开关特性
一、静态开关特性及开关等效电路
2. 3.1 二极管门电路
一、二极管与门电路
图２.３.１二极管与门的工作原理
二、二极管或门电路
图２.３.２二极管或门的工作原理
(a)电路图(b)逻辑符号(c)工作波形
表2.3.1 或门输入和输出的逻辑电平表2.3.2 或门的真值表
2.3.2 三极管非门电路
图２.３.３三极管非门的工作原理
(a)电路图(b)逻辑符号(c)工作波形
表2.3.3 非门的真值表
２.３.３组合逻辑门电路
图２.３.４与非门电路及其逻辑符号
(a)电路图(b)逻辑符号
二、或非门电路
列出其真值表
图2.3.5 或非门电路及其逻辑符号
(a)电路图(b)逻辑符号
2 . 4 . 1 TTL 与非门
内部电路只需了解原理，外部特性要掌握。
一、TTL 与非门的工作原理
1 ．电路结构
2 ．工作原理
①输入有低电平0.3V ：K 点电位为1V; V 1 导通V 2 ,V 5 截止，V 3 V 4导通。
（F 为3.6V高电平。
)
②输入全为高电平3V 则K 点电位3.7V 在三个PN 结的钳制下V K =2.1vV 1 集
电结正偏发射结反偏。
R 1 处于倒置工作状态（B 反）R 1 V 5 - 饱和M点电位1V则V 3 ——微导通V 4 ——截止（则F=0.3V 低电平）
由①、②
图2.4.1CT74S系列与非门及其逻辑符号(a)电路图(b)逻辑符号
1 ．采用抗饱和三极管
三极管饱和越深，其工作速度越慢。
要提高电路的工作速度，就必须设法使三极管工作在浅饱和状态，为此，需采用抗饱和三极管。
2 ．采用有源泄放电路
在V5 导通后，V6 接着导通，分流了V5 的部分基极电流，使V5 工作在浅饱和状态，这也有利于缩短V5 由导通向截止转换的时间。
当V2 由导通转为截止后，由于V6 仍处于导通状态，为V5 基区存储电荷的泄放提供了低阻通路，加速了V5 的截止，从而缩短了关闭时间。
三、电压传输特性和噪声容限
1 ．电压传输特性
2 ．关门电平、开门电平和阈值电压
（1 ）关门电平
在保证输出为标准高电平U SH ( 常取U SH ＝3V ）时，允许输入低电平的最大值称为关门电平, 用U OFF 表示。
由上图可得U OFF ≈1.0V 。
显然，只有当输入u I ＜U OFF 时，与非门才关闭，输出高电平。
（2 ）开门电平
在保证输出为标准低电平U SL （常取U SL ＝0.3V ）时，允许输入高电平的最小值称为开门电平用U ON 表示。
由上图可得U ON ≈1.2V 。
显然，只有当u I ＞U ON 时，与非门才开通，输出低电平。
（3 ）阈值电压
工作在电压传输特性转折区中点对应的输入电压称为阈值电压，又称门槛电平。
3 ．噪声容限搞干扰能力
V NL （低电平噪声容限）= V OFF －V IL
V NL （高电平噪声容限）= V IH －V ON
四、输入负载特性
图２.４.２TTL与非门的输入负载特性(a)电路图(b)输入负载特性五、输出负载特性
输出电压U 0 随负载电流i 0 变化的特性曲线称为输出负载特性。
图2.4.3 TTL与非门的传输延迟时间
2.4.2 其它功能的TTL 门电路
一、集电极开路与非门（OC 门）
1 ．OC 门的工作原理
工作原理：当输入人A 、B 、C 都为高电平时，V2 和V5 饱和导通，输出低电平；当输入A 、B 、C
中有低电平时，V2 和V5 截止，输出高电平。
因此，OC 门具有与非功能，其逻辑表达式为：
图２.４.４集电极开路与非门及其逻辑符号(a)电路图(b)逻辑符号
２：用OC门实现与
图２.４.５用OC门实现与
３：驱动显示器
图2.4.6 显示电路
３：实现电平转换
图2.4.7 用OC门实现电平转换
二、与或非门
图2.4.8 与或非门及其逻辑符号(a)电路图(b)逻辑符号
三、三态输出门（TSL 门）1 ．三态输出门的工作原理
图２.４.９三态输出与非门及其逻辑符号
2 ．三态输出门的应用
（1 ）用三态输出门构成单向总线
（2 ）用三态输出门构成双向总线
图2.4.10 用三态门构成单向总线图2.4.11 用三态门构成双向总线
2.4.5 TTL 集成逻辑门的使用注意事项
一、电源电压及电源干扰的消除，对74 系列应满足5V 5 ％的要求。
二、输出端的连接
三、闲置输入端的处理
（1 ）对于与非门的闲置输人端可直接接电源电压V CC ，或通过1 ～10k 的电阻接电源V CC 。
（2 ）如前级驱动能力允许时，可将闲置输人端与有用输人端并联使用，如图3.3.18 （C ）所示。
（3 ）在外界干扰很小时，与非门的闲置输人端可以剪断或悬空。
但不允许接开路长线，以免引入干扰
而产生逻辑错误。
（4 ）或非门不使用的闲置输人端应接地，对与或非门中不使用的与门至少有一个输人端接地，
四、电路安装接线和焊接应注意的问题
五、调试中应注意的问题
§2-5 CMOS 门电路
CMOS 应用广泛、工艺简单、抗干扰能力强、集成度高、功耗小、价廉高5V 低0V IG （控制极）
一、MOS 反相器
1 、MOS 管开关特性⑴CMOS
⑤、输出范围大（顶天立地）V OH =V DD 、V OL =0V
1 ．与非门驱动管串联、负载管并联（图略）
②单双掷控制开关
本章小结
一、TTL 电路
输入级采用多发射极晶体管，输出级采用推拉式结构，所以工作速度较快，负载能力较强，是目前使用最广泛的一种集成逻辑门。
应掌握好TTL 门电气特性和参数。
二、CMOS 电路
属于单极型电路，CMOS 电路具有高速度、功耗低、扇出大、电源电压范围宽、抗干扰能
力强、集成度高等一系列特点，使之在整个数字集成电路中占据主导地位的趋势日益明显。