Bagaimana Gerbang Logik Berfungsi

Dalam posting ini kita akan memahami secara komprehensif mengenai apa logik pintu dan cara kerjanya. Kami akan melihat definisi asas, simbol, jadual kebenaran, gerbang input pelbagai, kami juga akan membina setara gerbang berdasarkan transistor dan akhirnya kami akan melihat gambaran keseluruhan mengenai pelbagai IC CMOS yang berkaitan.

Apakah Pintu Logik

Gerbang logik dalam litar elektronik dapat dinyatakan sebagai unit fizikal yang diwakili melalui fungsi Boolean.

Dengan kata lain, gerbang logik dirancang untuk melaksanakan fungsi logik menggunakan input binari tunggal atau lebih dan untuk menghasilkan satu output binari.

Pintu Logik Elektronik secara asasnya dikonfigurasi dan dilaksanakan menggunakan blok semikonduktor atau elemen seperti diod atau transistor yang berfungsi seperti suis ON / OFF yang mempunyai corak pensuisan yang ditentukan dengan baik. Gerbang logik memfasilitasi terjadinya gerbang sehingga mudah membuat komposisi fungsi Boolean, memungkinkan untuk membuat model fizikal dari semua logik Boolean. Ini seterusnya membolehkan algoritma dan matematik ditulis dengan menggunakan logik Boolean.

Litar logik boleh menggunakan elemen semikonduktor dalam rangkaian multiplexer, register, unit logik aritmetik (ALU), dan memori komputer, dan bahkan mikroprosesor, yang melibatkan setinggi 100 juta jutaan gerbang logik. Dalam pelaksanaan hari ini, anda akan menemui kebanyakan transistor kesan medan (FET), digunakan untuk pembuatan gerbang logik, contoh yang baik ialah transistor kesan medan logam-oksida-semikonduktor atau MOSFET.

Mari mulakan tutorial dengan logik DAN gerbang.

Apakah Logik 'AND' Gate?

Ini adalah gerbang elektronik, yang outputnya berubah menjadi 'tinggi' atau '1' atau 'benar' atau memberikan 'isyarat positif' ketika semua input gerbang DAN 'tinggi' atau '1' atau 'benar' atau ' isyarat positif ”.
Contohnya: Ucapkan di gerbang AND dengan jumlah input 'n', jika semua input 'tinggi' output berubah menjadi 'tinggi'. Walaupun satu input adalah 'LOW' atau '0' atau 'false' atau 'signal negatif', output berubah menjadi 'LOW' atau '0' atau 'false' atau memberikan 'signal negatif'.

Catatan:
Istilah 'Tinggi', '1', 'isyarat positif', 'benar' pada dasarnya sama (Isyarat positif adalah isyarat positif bateri atau bekalan kuasa).
Istilah 'RENDAH', '0', 'isyarat negatif', 'palsu' pada dasarnya sama (Isyarat negatif adalah isyarat negatif bateri atau bekalan kuasa).

Ilustrasi simbol Logik DAN gerbang:

Di sini 'A' dan 'B' adalah dua input dan 'Y' adalah output.
Ungkapan Boolean untuk logik DAN gerbang AND: Output ‘Y’ adalah pendaraban dari dua input ‘A’ dan ‘B’. (A.B) = Y.
Pendaraban Boolean dilambangkan dengan titik (.)
Sekiranya ‘A’ adalah ‘1’ dan ‘B’ adalah ‘1’ maka outputnya adalah (A.B) = 1 x 1 = ‘1’ atau “tinggi”
Sekiranya ‘A’ adalah ‘0’ dan ‘B’ adalah ‘1’ maka outputnya adalah (A.B) = 0 x 1 = ‘0’ atau “Rendah”
Sekiranya ‘A’ adalah ‘1’ dan ‘B’ adalah ‘0’ maka outputnya adalah (A.B) = 1 x 0 = ‘0’ atau “Rendah”
Sekiranya ‘A’ adalah ‘0’ dan ‘B’ adalah ‘0’ maka outputnya adalah (A.B) = 0 x 0 = ‘0’ atau “Rendah”

Syarat di atas dipermudahkan dalam jadual kebenaran.

Jadual Kebenaran (Dua Input):

3-Input Gerbang 'DAN':

Ilustrasi 3 input DAN gerbang:

Pintu logik AND boleh mempunyai jumlah input 'n', yang bermaksud ia boleh mempunyai lebih dari dua input (Logic AND gerbang akan mempunyai sekurang-kurangnya dua input dan selalu satu output).

Untuk gerbang 3 input DAN persamaan Boolean berubah seperti ini: (A.B.C) = Y, sama untuk 4 input dan ke atas.

Jadual Kebenaran untuk 3 logik input DAN gerbang:

Logik dan Gerbang Multi Input:

Pintu Logik DAN logik AND yang tersedia secara komersil hanya tersedia dalam input 2, 3 dan 4. Sekiranya kita mempunyai lebih daripada 4 input, maka kita harus merangkul pintu pagar.

Kita boleh mempunyai enam pintu masuk logik AND dengan merangkumi 2 pintu masuk dan gerbang AND seperti berikut:

Sekarang persamaan Boolean untuk litar di atas menjadi Y = (A.B). (C.D). (E.F)

Namun, semua peraturan logik yang disebutkan berlaku untuk litar di atas.

Sekiranya anda hanya akan menggunakan 5 input dari 6 input AND gerbang di atas, kita boleh menyambungkan pull-up resistor pada satu pin dan sekarang ia menjadi 5 input AND gate.

Gerbang Logika input dua berdasarkan Transistor:

Sekarang kita tahu, bagaimana logik pintu gerbang AND berfungsi, mari kita membina 2 input DAN gerbang menggunakan dua transistor NPN. IC logik dibina dengan cara yang hampir sama.

Skematik dua gerbang Transistor DAN:

Pada output 'Y' anda boleh menyambungkan LED jika output tinggi LED akan menyala (terminal LED + Ve di 'Y' dengan perintang 330 ohm dan negatif ke GND).

Apabila kita menggunakan isyarat tinggi ke pangkal dua transistor, kedua-dua transistor dihidupkan, isyarat + 5V akan tersedia di pemancar T2, sehingga output berubah menjadi tinggi.

Sekiranya salah satu transistor MATI, voltan positif tidak akan tersedia pada pemancar T2, tetapi kerana perintang tarik 1K voltan negatif akan tersedia pada output, jadi output disebut sebagai rendah.

Sekarang anda tahu bagaimana membina logik DAN gerbang anda sendiri.

Quad AND gate IC 7408:

Sekiranya anda ingin membeli logik DAN gerbang AND dari pasaran, anda akan mendapat konfigurasi di atas.
Ia mempunyai 14 pin pin # 7 dan pin # 14 masing-masing adalah GND dan Vcc. Ia dikendalikan pada 5V.

Kelewatan penyebaran:

Kelewatan penyebaran adalah masa yang diperlukan untuk output berubah dari RENDAH ke TINGGI dan sebaliknya.
Kelewatan penyebaran dari RENDAH ke TINGGI adalah 27 nanodetik.
Kelewatan penyebaran dari TINGGI ke RENDAH adalah 19 nanodetik.
IC gerbang 'DAN' lain yang biasa didapati:

• 74LS08 Quad 2-input
• 74LS11 Tiga tiga input
• 74LS21 Dual 4-input
• CD4081 Quad 2-input
• CD4073 Triple 3-input
• CD4082 Dual 4-input

Anda sentiasa boleh merujuk lembaran data untuk IC di atas untuk maklumat lebih lanjut.

Bagaimana Fungsi Gerbang Logik 'NOR Eksklusif'

Dalam posting ini kita akan meneroka mengenai logik 'Ex-NOR' gate atau Exclusive-NOR gate. Kami akan melihat definisi asas, simbol, jadual kebenaran, litar setara Ex-NOR, realisasi Ex-NOR menggunakan gerbang NAND logik dan akhirnya, kita akan mengambil gambaran keseluruhan mengenai input quad 2 Ex-OR gate IC 74266.

Apakah pintu 'NOR Eksklusif'?

Ini adalah gerbang elektronik, yang outputnya berubah menjadi 'tinggi' atau '1' atau 'benar' atau memberikan 'isyarat positif' ketika input adalah bilangan logik genap '1s' (atau 'benar' atau 'tinggi' atau ' isyarat positif ”).

Contohnya: Sebut gerbang NOR Eksklusif dengan bilangan input 'n', jika inputnya logik 'TINGGI' dengan 2 atau 4 atau 6 input (genap bilangan input '1s') output bertukar menjadi 'TINGGI'.

Walaupun kita tidak menggunakan logik 'tinggi' pada pin masukan (iaitu angka logik sifar 'TINGGI' dan semua logik 'RENDAH'), tetap 'sifar' adalah nombor genap output bertukar menjadi 'TINGGI'.
Sekiranya jumlah logik '1s' yang diterapkan adalah ODD maka output berubah menjadi 'LOW' (atau '0' atau 'false' atau 'signal negatif').

Ini bertentangan dengan gerbang 'Eksklusif ATAU' logik di mana keluarannya berubah menjadi 'TINGGI' apabila inputnya adalah bilangan logik '1s' ODD.
Catatan:

Istilah 'Tinggi', '1', 'isyarat positif', 'benar' pada dasarnya sama (Isyarat positif adalah isyarat positif bateri atau bekalan kuasa).

Istilah 'RENDAH', '0', 'isyarat negatif', 'palsu' pada dasarnya sama (Isyarat negatif adalah isyarat negatif bateri atau bekalan kuasa).

Ilustrasi logik pintu 'NOR Eksklusif':

Litar setara gerbang 'NOR eksklusif':

Di atas adalah litar setara untuk logik Ex-NOR, yang pada asasnya merupakan gabungan logik gerbang 'Eksklusif ATAU' dan gerbang logik 'TIDAK'.
Di sini 'A' dan 'B' adalah dua input dan 'Y' adalah output.
Ungkapan Boolean untuk logik Ex-NOR gate: Y = (AB) ̅ + AB.
Sekiranya ‘A’ adalah ‘1’ dan ‘B’ adalah ‘1’ maka outputnya adalah ((AB) ̅ + AB) = 0 + 1 = ‘1’ atau “TINGGI”
Sekiranya ‘A’ adalah ‘0’ dan ‘B’ adalah ‘1’ maka outputnya adalah ((AB) ̅ + AB) = 0 + 0 = ‘0’ atau “RENDAH”
Sekiranya ‘A’ adalah ‘1’ dan ‘B’ adalah ‘0’ maka outputnya adalah ((AB) ̅ + AB) = 0 + 0 = ‘0’ atau “RENDAH”
Sekiranya ‘A’ adalah ‘0’ dan ‘B’ adalah ‘0’ outputnya adalah ((AB) ̅ + AB) = 1 + 1 = ‘1’ atau “TINGGI”
Syarat di atas dipermudahkan dalam jadual kebenaran.

Jadual Kebenaran (Dua Input):

3 Pintu NOR Eksklusif Input:

Ilustrasi 3 pintu masuk Ex-NOR:

Jadual Kebenaran untuk 3 pintu masuk log masuk EX-OR:

Untuk gerbang Ex-NOR 3 input, persamaan Boolean menjadi: A ̅ (BC) ̅ + ABC ̅ + AB ̅C + A ̅BC.
Gerbang logik 'Ex-NOR' bukanlah gerbang logik asas tetapi, gabungan gerbang logik yang berbeza. Gerbang Ex-NOR dapat direalisasikan menggunakan gerbang logik 'ATAU', gerbang logik 'DAN' dan gerbang logik 'NAND' seperti berikut:

Litar setara untuk gerbang 'NOR Eksklusif':

Reka bentuk di atas mempunyai kelemahan besar, kita memerlukan 3 gerbang logik yang berbeza untuk membuat satu gerbang Ex-NOR. Tetapi kita dapat mengatasi masalah ini dengan menerapkan gerbang Ex-NOR dengan hanya logik 'NAND' gerbang, ini juga menjimatkan untuk dibuat-buat.

Gerbang NOR eksklusif menggunakan gerbang NAND:

Gerbang NOR eksklusif digunakan untuk melakukan tugas pengkomputeran yang rumit seperti operasi aritmetik, penambah binari, pengurangan binari, pemeriksa pariti dan ia digunakan sebagai pembanding digital.

Logic Exclusive-NOR Gate IC 74266:

Sekiranya anda ingin membeli gerbang Ex-NOR logik dari pasaran, anda akan mendapat konfigurasi DIP di atas.
Ia mempunyai 14 pin pin # 7 dan pin # 14 masing-masing adalah GND dan Vcc. Ia dikendalikan pada 5V.

Kelewatan penyebaran:

Kelewatan penyebaran adalah masa yang diperlukan untuk output berubah dari RENDAH ke TINGGI dan sebaliknya setelah memberi input.

Kelewatan penyebaran dari RENDAH ke TINGGI adalah 23 nanodetik.

Kelewatan penyebaran dari TINGGI ke RENDAH adalah 23 nanodetik.

IC gerbang 'EX-NOR' yang biasa terdapat:
74LS266 Quad 2-input
CD4077 Quad 2-input

Bagaimana NAND Gate Berfungsi

Dalam penjelasan di bawah ini kita akan meneroka mengenai log NAND logik digital. Kita akan melihat definisi asas, simbol, jadual kebenaran, gerbang NAND pelbagai input, kita akan membina gerbang NAND input 2 berdasarkan transistor, pelbagai gerbang logik yang hanya menggunakan gerbang NAND dan akhirnya kita akan melihat gambaran keseluruhan di pintu NAND IC 7400.

Apakah Pintu Logik 'NAND'?

Ini adalah gerbang elektronik, yang outputnya berubah menjadi 'RENDAH' atau '0' atau 'salah' atau memberikan 'isyarat negatif' ketika semua input gerbang NAND 'tinggi' atau '1' atau 'benar' atau ' isyarat positif ”.

Contohnya: Ucapkan gerbang NAND dengan jumlah input 'n', jika semua input 'tinggi' maka output berubah menjadi 'RENDAH'. Walaupun satu input 'LOW' atau '0' atau 'false' atau 'signal negatif', output berubah menjadi 'TINGGI' atau '1' atau 'benar' atau memberikan 'isyarat positif'.

Catatan:

Istilah 'Tinggi', '1', 'isyarat positif', 'benar' pada dasarnya sama (Isyarat positif adalah isyarat positif bateri atau bekalan kuasa).
Istilah 'RENDAH', '0', 'isyarat negatif', 'palsu' pada dasarnya sama (Isyarat negatif adalah isyarat negatif bateri atau bekalan kuasa).

Ilustrasi simbol gerbang NAND Logik:

Di sini 'A' dan 'B' adalah dua input dan 'Y' adalah output.

Simbol ini adalah gerbang 'DAN' dengan penyongsangan 'o'.

Litar Setara Pintu Logik 'NAND':

Gerbang log NAND adalah gabungan dari gerbang 'DAN' logik dan gerbang logik 'TIDAK'.

Ungkapan Boolean untuk gerbang NAND logik: Output ‘Y’ adalah pendaraban pelengkap dua input ‘A’ dan ‘B’. Y = ((A.B) ̅)

Pendaraban Boolean dilambangkan dengan titik (.) Dan pelengkap (terbalik) diwakili oleh bar (-) di atas huruf.

Sekiranya ‘A’ adalah ‘1’ dan ‘B’ adalah ‘1’ maka outputnya adalah ((A.B) ̅) = (1 x 1) ̅ = ‘0’ atau “RENDAH”
Sekiranya ‘A’ adalah ‘0’ dan ‘B’ adalah ‘1’ maka outputnya adalah ((A.B) ̅) = (0 x 1) ̅ = ‘1’ atau “TINGGI”
Sekiranya ‘A’ adalah ‘1’ dan ‘B’ adalah ‘0’ outputnya adalah ((A.B) ̅) = (1 x 0) ̅ = ‘1’ atau “TINGGI”
Sekiranya ‘A’ adalah ‘0’ dan ‘B’ adalah ‘0’ outputnya adalah ((A.B) ̅) = (0 x 0) ̅ = ‘1’ atau “TINGGI”

Syarat di atas dipermudahkan dalam jadual kebenaran.

Jadual Kebenaran (Dua Input):

Pintu 3-Input 'NAND':

Ilustrasi 3 pintu masuk NAND:

Gerbang NAND logik boleh mempunyai jumlah input 'n', yang bermaksud ia boleh mempunyai lebih dari dua input

(Pintu log NAND akan mempunyai sekurang-kurangnya dua input dan selalu satu output).
Untuk gerbang NAND 3 input, persamaan Boolean berubah seperti ini: ((A.B.C) ̅) = Y, sama untuk 4 input ke atas.

Jadual Kebenaranuntuk pintu masuk NAND logik 3:

Gerbang NAND Multi Input:

Pintu Log NAND yang tersedia secara komersil hanya tersedia dalam input 2, 3 dan 4. Sekiranya kita mempunyai lebih daripada 4 input, maka kita harus merangkul pintu pagar.
Sebagai contoh, kita boleh mempunyai empat pintu masuk NAND logik dengan merangkak 5 dua pintu masuk NAND seperti berikut:

Sekarang persamaan Boolean untuk litar di atas menjadi Y = ((A.B.C.D) ̅)

Namun, semua peraturan logik yang disebutkan berlaku untuk litar di atas.

Sekiranya anda hanya akan menggunakan 3 input dari gerbang NAND 4 input di atas, kami dapat menyambungkan perintang penarik ke satu pin dan sekarang menjadi pintu masuk NAND 3 input.

Gerbang Log masuk dua input berdasarkan Transistor:

Sekarang kita tahu, bagaimana fungsi pintu gerbang NAND, mari kita membina gerbang NAND 2 input menggunakan dua

Transistor NPN. IC logik dibina dengan cara yang hampir sama.
Skematik dua pintu Transistor NAND:

Pada output 'Y' anda dapat menyambungkan LED jika outputnya tinggi, LED akan menyala (terminal LED + Ve pada 'Y' dengan perintang 330 ohm dan negatif ke GND).

Apabila kita menggunakan isyarat tinggi ke dasar kedua transistor, kedua-dua transistor dihidupkan, isyarat tanah akan tersedia di pemungut T1, sehingga output berubah menjadi 'RENDAH'.

Sekiranya salah satu transistor MATI iaitu menggunakan isyarat 'RENDAH' ke pangkalan, tidak ada isyarat arde pada pengumpul T1, tetapi kerana resistor penarik 1K, isyarat positif akan tersedia pada output dan output bergilir 'TINGGI'.

Sekarang anda tahu bagaimana membina gerbang NAND logik anda sendiri.

Pelbagai Pintu Logik Menggunakan gerbang NAND:

Gerbang NAND juga dikenal sebagai 'gerbang logik universal' kerana kita dapat membuat logik Boolean dengan gerbang tunggal ini. Ini adalah kelebihan untuk membuat IC dengan fungsi logik yang berbeza dan membuat satu pintu adalah ekonomik.

Dalam skema di atas hanya 3 jenis gerbang ditunjukkan tetapi, kita boleh membuat logik Boolean.

Gerbang Quad NAND IC 7400:

Sekiranya anda ingin membeli gerbang NAND logik dari pasaran, anda akan mendapat konfigurasi DIP di atas.
Ia mempunyai 14 pin pin # 7 dan pin # 14 masing-masing adalah GND dan Vcc. Ia dikendalikan pada 5V.

Kelewatan penyebaran:

Kelewatan penyebaran adalah masa yang diperlukan untuk output berubah dari RENDAH ke TINGGI dan sebaliknya setelah memberikan input.

Kelewatan penyebaran dari RENDAH ke TINGGI adalah 22 nanosecond.
Kelewatan penyebaran dari TINGGI ke RENDAH adalah 15 nanodetik.
Terdapat beberapa IC gerbang NAND yang lain:

• 74LS00 Quad 2-input
• 74LS10 Triple 3-input
• 74LS20 Dual 4-input
• 74LS30 Single 8-input
• CD4011 Quad 2-input
• CD4023 Triple 3-input
• CD4012 Dual 4-input

Bagaimana NOR Gate Berfungsi

Di sini kita akan meneroka mengenai gerbang NOR logik digital. Kami akan melihat definisi asas, simbol, jadual kebenaran, gerbang NOR pelbagai input, kami akan membina gerbang NOR input 2 berdasarkan transistor, pelbagai gerbang logik dengan hanya menggunakan gerbang NOR dan akhirnya kami akan mengambil gambaran keseluruhan di gerbang NOR IC 7402.

Apakah Pintu Logik 'NOR'?

Ini adalah gerbang elektronik, yang outputnya berubah menjadi 'TINGGI' atau '1' atau 'benar' atau memberikan 'isyarat positif' ketika semua input gerbang NOR adalah 'RENDAH' atau '0' atau 'salah' atau ' isyarat negatif ”.

Contohnya: Ucapkan gerbang NOR dengan jumlah input 'n', jika semua input adalah 'RENDAH' output berubah menjadi 'TINGGI'. Walaupun satu input adalah 'TINGGI' atau '1' atau 'benar' atau 'isyarat positif', output berubah menjadi 'RENDAH' atau '0' atau 'salah' atau memberikan 'isyarat negatif'.

Catatan:

Istilah 'Tinggi', '1', 'isyarat positif', 'benar' pada dasarnya sama (Isyarat positif adalah isyarat positif bateri atau bekalan kuasa).
Istilah 'RENDAH', '0', 'isyarat negatif', 'palsu' pada dasarnya sama (Isyarat negatif adalah isyarat negatif bateri atau bekalan kuasa).

Ilustrasi simbol gerbang Log NOR:

Di sini 'A' dan 'B' adalah dua input dan 'Y' adalah output.

Simbol ini adalah gerbang 'ATAU' dengan inversi 'o'.

Litar Setara Pintu Logik 'NOR':

Gerbang log NOR adalah gabungan dari gerbang logik 'ATAU' dan gerbang logik 'TIDAK'.

Ungkapan Boolean untuk gerbang NOR logik: Output ‘Y’ adalah penambahan pelengkap dua input ‘A’ dan ‘B’. Y = ((A + B) ̅)

Penambahan Boolean dilambangkan dengan (+) dan pelengkap (inversi) diwakili oleh bar (-) di atas huruf.

Sekiranya ‘A’ adalah ‘1’ dan ‘B’ adalah ‘1’ maka outputnya adalah ((A + B) ̅) = (1+ 1) ̅ = ‘0’ atau “RENDAH”
Sekiranya ‘A’ adalah ‘0’ dan ‘B’ adalah ‘1’ maka outputnya adalah ((A + B) ̅) = (0+ 1) ̅ = ‘0’ atau “RENDAH”
Sekiranya ‘A’ adalah ‘1’ dan ‘B’ adalah ‘0’ maka outputnya adalah ((A + B) ̅) = (1+ 0) ̅ = ‘0’ atau “RENDAH”
Sekiranya ‘A’ adalah ‘0’ dan ‘B’ adalah ‘0’ outputnya adalah ((A + B) ̅) = (0+ 0) ̅ = ‘1’ atau “TINGGI”

Syarat di atas dipermudahkan dalam jadual kebenaran.

Jadual Kebenaran (Dua Input):

Pintu 3-Input 'NOR':

Ilustrasi 3 pintu masuk NOR:

Gerbang NOR logik boleh mempunyai jumlah input 'n', yang bermaksud ia boleh mempunyai lebih dari dua input (gerbang Logik NOR akan mempunyai sekurang-kurangnya dua input dan selalu satu output).

Untuk gerbang NOR 3 input, persamaan Boolean berubah seperti ini: ((A + B + C) ̅) = Y, sama untuk 4 input ke atas.

Jadual Kebenaran untuk gerbang NOR logik input 3:

NOR Gerbang Multi Input Logik:

Pintu logik NOR yang tersedia secara komersil hanya tersedia dalam input 2, 3 dan 4. Sekiranya kita mempunyai lebih daripada 4 input, maka kita harus merangkul pintu pagar.
Contohnya, kita boleh mempunyai empat pintu masuk log logik NOR dengan merangkak 5 dua pintu masuk NOR seperti berikut:

Sekarang persamaan Boolean untuk litar di atas menjadi Y = ((A + B + C + D) ̅)

Namun, semua peraturan logik yang disebutkan berlaku untuk litar di atas.

Sekiranya anda hanya akan menggunakan 3 input dari gerbang NOR 4 input di atas, kami dapat menyambungkan resistor tarik ke salah satu pin dan sekarang menjadi pintu masuk NOR 3 input.

Transistor berdasarkan dua pintu masuk Logik NOR:

Sekarang kita tahu, bagaimana log pintu NOR berfungsi, mari kita membina gerbang NOR 2 input menggunakan dua transistor NPN. IC logik dibina dengan cara yang hampir sama.
Skema dua pintu Transistor NOR:

Pada output 'Y' anda dapat menyambungkan LED jika outputnya tinggi, LED akan menyala (terminal LED + Ve pada 'Y' dengan perintang 330 ohm dan negatif ke GND).

Apabila kita menggunakan isyarat 'TINGGI' ke pangkal dua transistor, kedua-dua transistor AKTIF dan isyarat tanah akan tersedia di pengumpul T1 dan T2, sehingga output berubah menjadi 'RENDAH'.

Jika kita menerapkan 'TINGGI' pada salah satu transistor, masih ada isyarat negatif pada output, menjadikan output menjadi 'RENDAH'.

Sekiranya kita menggunakan isyarat 'RENDAH' ke pangkal dua transistor, kedua-duanya MATI, tetapi disebabkan oleh penarik tarik keluar, output akan bertukar 'TINGGI'.
Sekarang anda tahu bagaimana membina pintu masuk log NOR anda sendiri.

Pelbagai Pintu Logik Menggunakan gerbang NOR:

CATATAN: NAND dan NOR adalah dua pintu yang dikenali sebagai gerbang sejagat.

Gerbang NOR juga merupakan 'gerbang logik sejagat' kerana kita dapat membuat logik Boolean dengan gerbang tunggal ini. Ini adalah kelebihan untuk membuat IC dengan fungsi logik yang berbeza dan membuat satu pintu adalah ekonomik, ini juga untuk gerbang NAND.

Dalam skema di atas hanya 3 jenis gerbang yang dipamerkan tetapi, kita boleh membuat logik Boolean.
Gerbang Quad NOR IC 7402:

Sekiranya anda ingin membeli gerbang NOR logik dari pasaran, anda akan mendapat konfigurasi DIP di atas.
Ia mempunyai 14 pin pin # 7 dan pin # 14 masing-masing adalah GND dan Vcc. Ia dikendalikan pada 5V.

Kelewatan penyebaran:

Kelewatan penyebaran adalah masa yang diperlukan untuk output berubah dari RENDAH ke TINGGI dan sebaliknya setelah memberikan input.

Kelewatan penyebaran dari RENDAH ke TINGGI adalah 22 nanosecond.
Kelewatan penyebaran dari TINGGI ke RENDAH adalah 15 nanodetik.
Terdapat beberapa IC pintu masuk NOR lain:

• 74LS02 Quad 2-input
• 74LS27 Tiga tiga input
• 74LS260 Dual 4-input
• CD4001 Quad 2-input
• CD4025 Triple 3-input
• CD4002 Dual 4-input

Logik BUKAN Pintu

Dalam posting ini kita akan meneroka mengenai logik 'NOT' gate. Kami akan belajar mengenai definisi asas, simbol, jadual kebenaran, setara gerbang NAND dan NOR, penyongsang Schmitt, pengayun gerbang Schmitt NOT, gerbang TIDAK menggunakan transistor dan akhirnya kami akan melihat logik penyongsang gerbang BUKAN IC 7404.

Sebelum kita mula melihat secara terperinci logik NOT gate yang juga disebut sebagai penyongsang digital, seseorang tidak boleh mengelirukan dengan 'Power inverter' yang digunakan dalam bekalan kuasa solar atau sandaran di rumah atau pejabat.

Apakah Logik 'TIDAK' Pintu?

Ia adalah gerbang logik input tunggal dan output tunggal yang outputnya adalah pelengkap input.

Definisi di atas menyatakan bahawa jika input adalah 'TINGGI' atau '1' atau 'benar' atau 'isyarat positif' output akan menjadi 'RENDAH' atau '0' atau 'palsu' atau 'isyarat negatif'.

Sekiranya input 'LOW' atau '0' atau 'false' atau 'signal negatif' output akan dibalikkan menjadi 'TINGGI' atau '1' atau 'benar' atau 'isyarat positif'

Catatan:

Istilah 'Tinggi', '1', 'isyarat positif', 'benar' pada dasarnya sama (Isyarat positif adalah isyarat positif bateri atau bekalan kuasa).
Istilah 'RENDAH', '0', 'isyarat negatif', 'palsu' pada dasarnya sama (Isyarat negatif adalah isyarat negatif bateri atau bekalan kuasa).

Ilustrasi Logik NOT Gate:

Mari kita anggap 'A' adalah input dan 'Y' adalah output, persamaan Boolean untuk gerbang NOT logik adalah: Ā = Y.

Persamaan tersebut menyatakan bahawa output adalah penyongsangan input.

Jadual Kebenaran untuk logik NOT pintu gerbang:

Gerbang not akan selalu mempunyai input tunggal (dan selalu mempunyai output tunggal) ia dikategorikan sebagai alat membuat keputusan. Simbol “o” di hujung segitiga mewakili pelengkap atau pembalikan.

Simbol 'o' ini tidak hanya terbatas pada gerbang logik 'TIDAK', tetapi juga dapat digunakan oleh gerbang logik atau litar digital apa pun. Sekiranya “o” berada di input, ini menyatakan bahawa input rendah-aktif.
Aktif-Rendah: Output menjadi aktif (mengaktifkan transistor, LED atau geganti dll) apabila input 'RENDAH' diberikan.

NAND dan NOR Gates Setara:

Pintu 'TIDAK' dapat dibina menggunakan logik 'NAND' dan logik 'NOR' dengan menggabungkan semua pin input, ini berlaku untuk gerbang dengan pin input 3, 4 dan lebih tinggi.

Gerbang Logik berdasarkan Transistor 'NOT':

Logik 'NOT' boleh dibina oleh transistor NPN dan perintang 1K. Sekiranya kita menggunakan isyarat 'TINGGI' ke dasar transistor, tanah akan disambungkan ke pemungut transistor, sehingga output berubah menjadi 'RENDAH'.

Sekiranya kita menggunakan isyarat 'RENDAH' ke pangkal transistor, transistor tetap MATI dan tidak akan dihubungkan ke tanah tetapi, output akan ditarik 'TINGGI' oleh penarik tarik ke vcc. Oleh itu kita dapat membuat logik 'TIDAK' gerbang menggunakan transistor.

Penyongsang Schmitt:

Kami akan meneroka konsep ini dengan pengecas bateri automatik untuk menjelaskan penggunaan dan fungsi penyongsang Schmitt. Mari kita ambil contoh prosedur pengecasan bateri li-ion.

Bateri 3.7 V li-ion dicas apabila bateri mencecah 3 V hingga 3.2 V voltan bateri naik secara beransur-ansur semasa mengecas dan bateri perlu dipotong pada 4.2 V. Selepas mengecas, voltan litar terbuka bateri turun sekitar 4.0 V .

Sensor voltan mengukur had pemotongan dan memicu geganti berhenti mengecas. Tetapi apabila voltan turun di bawah 4.2V, pengecas mengesan sebagai tidak dicas dan memulakan pengecasan hingga 4.2V dan pemotongan, sekali lagi voltan bateri jatuh ke 4.0V dan memulakan pengecasan sekali lagi dan kegilaan ini berpusing berulang.

Ini akan mematikan bateri dengan cepat, untuk mengatasi masalah ini, kita memerlukan tahap ambang yang lebih rendah atau 'LTV' sehingga bateri tidak akan mula mengecas sehingga bateri jatuh ke 3 V hingga 3.2 V. Voltan ambang atas atau 'UTV' adalah 4.2V dalam contoh ini.

Inverter Schmitt dibuat untuk menukar keadaan keluarannya apabila voltan melintasi voltan ambang atas dan tetap sama sehingga input mencapai voltan ambang bawah.

Begitu juga, apabila input melintasi voltan ambang bawah, output tetap sama sehingga input mencapai voltan ambang atas.

Tidak akan mengubah keadaan di antara LTV dan UTV.

Sekarang, kerana ini, ON / OFF akan lebih lancar dan ayunan yang tidak diingini akan dikeluarkan dan juga litar akan lebih tahan terhadap bunyi elektrik.

Schmitt NOT Gate Oscillator:

Litar di atas adalah pengayun yang menghasilkan gelombang persegi pada 33% kitar tugas. Pada mulanya kapasitor dalam keadaan habis dan isyarat tanah akan tersedia pada input gerbang NOT.

Output berubah positif dan mengecas kapasitor melalui perintang 'R', kapasitor mengecas sehingga voltan ambang atas penyongsang dan mengubah keadaan, output bertukar sinyal negatif dan kapasitor mula melepaskan melalui perintang 'R' sehingga voltan kapasitor mencapai tahap ambang yang lebih rendah dan mengubah keadaan, output berubah menjadi positif dan mengenakan kapasitor.

Kitaran ini berulang sepanjang bekalan kuasa diberikan ke litar.

Kekerapan pengayun di atas dapat dikira: F = 680 / RC

Di mana, F ialah frekuensi.
R ialah rintangan dalam ohm.
C ialah kapasitansi dalam farad.
Penukar gelombang persegi:

Litar di atas akan menukar isyarat gelombang sinus menjadi gelombang persegi, sebenarnya ia dapat mengubah gelombang analog menjadi gelombang persegi.

Kedua-dua perintang R1 dan R2 berfungsi sebagai pembahagi voltan, ini digunakan untuk mendapatkan titik bias dan kapasitor menyekat sebarang isyarat DC.

Sekiranya isyarat input berada di atas tahap ambang atas atau di bawah tahap ambang bawah, output akan bertukar

RENDAH atau TINGGI mengikut isyarat, ini menghasilkan gelombang persegi.

Inverter pintu IC 7404 NOT:

IC 7404 adalah salah satu IC pintu masuk logik yang paling biasa digunakan. Ia mempunyai 14 pin, pin # 7 adalah tanah dan pin # 14 adalah Vcc. Voltan operasi adalah dari 4.5V hingga 5V.

Kelewatan penyebaran:

Penundaan penyebaran adalah masa yang diambil oleh gerbang untuk memproses output setelah memberikan input.
Secara logik, pintu 'TIDAK' memerlukan masa sekitar 22 nano saat untuk mengubah keadaannya dari TINGGI ke RENDAH dan sebaliknya.

Terdapat beberapa logik lain “NOT gerbang IC:

• 74LS04 Hex Inverting NOT Gate

• 74LS14 Hex Schmitt Membalikkan Gerbang

• Pemacu Pembalik Hex 74LS1004

• CD4009 Hex Inverting NOT Gate

• CD4069 Hex Inverting NOT Gate

Bagaimana pintu ATAU Berfungsi

Sekarang mari kita terokai mengenai logik digital ATAU gerbang. Kami akan melihat definisi asas, simbol, jadual kebenaran, gerbang ATAU pelbagai input, kami akan membina gerbang ATAU input 2 berdasarkan transistor dan akhirnya kami akan melihat gambaran keseluruhan pada pintu gerbang OR 7432.

Apakah Logik 'ATAU' Pintu?

Ini adalah gerbang elektronik, yang outputnya berubah 'RENDAH' atau '0' atau 'salah' atau memberikan 'isyarat negatif' ketika semua input gerbang ATAU 'RENDAH' atau '0' atau 'salah' atau ' isyarat negatif ”.

Contohnya: Ucapkan gerbang ATAU dengan jumlah input 'n', jika semua input adalah 'RENDAH' output berubah menjadi 'RENDAH'. Walaupun satu input adalah 'TINGGI' atau '1' atau 'benar' atau 'isyarat positif', output berubah menjadi 'TINGGI' atau '1' atau 'benar' atau memberikan 'isyarat positif'.

Catatan:

Istilah 'Tinggi', '1', 'isyarat positif', 'benar' pada dasarnya sama (Isyarat positif adalah isyarat positif bateri atau bekalan kuasa).
Istilah 'RENDAH', '0', 'isyarat negatif', 'palsu' pada dasarnya sama (Isyarat negatif adalah isyarat negatif bateri atau bekalan kuasa).

Ilustrasi simbol logik ATAU gerbang:

Di sini 'A' dan 'B' adalah dua input dan 'Y' adalah output.

Ungkapan Boolean untuk logik ATAU gerbang: Output ‘Y’ adalah penambahan dua input ‘A’ dan ‘B’, (A + B) = Y.

Penambahan Boolean dilambangkan dengan (+)

Sekiranya ‘A’ adalah ‘1’ dan ‘B’ adalah ‘1’ maka outputnya adalah (A + B) = 1 + 1 = ‘1’ atau “tinggi”
Sekiranya ‘A’ adalah ‘0’ dan ‘B’ adalah ‘1’ maka outputnya adalah (A + B) = 0 + 1 = ‘1’ atau “tinggi”
Jika ‘A’ adalah ‘1’ dan ‘B’ adalah ‘0’ outputnya adalah (A + B) = 1 + 0 = ‘1’ atau “tinggi”
Jika ‘A’ adalah ‘0’ dan ‘B’ adalah ‘0’ outputnya adalah (A + B) = 0 + 0 = ‘0’ atau “Rendah”

Syarat di atas dipermudahkan dalam jadual kebenaran.

Jadual Kebenaran (Dua Input):

3-Input Gerbang 'ATAU':

Ilustrasi 3 input ATAU gerbang:

Gerbang Logik ATAU boleh mempunyai jumlah input 'n', yang bermaksud ia boleh mempunyai lebih dari dua input (gerbang Logik ATAU akan mempunyai sekurang-kurangnya dua input dan selalu satu output).

Untuk gerbang logik input 3 ATAU persamaan Boolean berubah seperti ini: (A + B + C) = Y, sama untuk 4 input ke atas.

Jadual Kebenaran untuk 3 logik input ATAU gerbang:

Logik Multi Input ATAU Gerbang:

Pintu Logik ATAU yang tersedia secara komersil hanya tersedia dalam input 2, 3 dan 4. Sekiranya kita mempunyai lebih daripada 4 input, maka kita harus merangkul pintu pagar.

Kita boleh mempunyai enam pintu masuk logik OR dengan merangkum 2 pintu masuk ATAU seperti berikut:

Sekarang persamaan Boolean untuk litar di atas menjadi Y = (A + B) + (C + D) + (E + F)

Namun, semua peraturan logik yang disebutkan berlaku untuk litar di atas.

Sekiranya anda hanya akan menggunakan 5 input dari 6 input ATAU gerbang di atas, kami dapat menyambungkan pull-down resistor pada satu pin dan sekarang ia menjadi 5 input ATAU gerbang.

Gerbang Logik ATAU input dua berdasarkan Transistor:

Sekarang kita tahu, bagaimana logik pintu gerbang OR berfungsi, mari kita membina gerbang 2 input ATAU menggunakan dua transistor NPN. IC logik dibina dengan cara yang hampir sama.

Skematik gerbang Dua Transistor ATAU:

Pada output 'Y' anda boleh menyambungkan LED jika outputnya tinggi LED akan menyala (terminal LED + Ve pada 'Y' dengan perintang 330 ohm dan negatif ke GND).

Apabila kita menerapkan isyarat RENDAH ke pangkal dua transistor, kedua-dua transistor dimatikan, isyarat tanah akan tersedia di pemancar T2 / T1 melalui perintang tarik 1k, sehingga output berubah menjadi RENDAH.

Sekiranya salah satu transistor ON, voltan positif akan tersedia pada pemancar T2 / T1, sehingga output bertukar menjadi TINGGI.

Sekarang anda tahu bagaimana membina logik ATAU gerbang anda sendiri.

Quad ATAU gerbang IC 7432:

Sekiranya anda ingin membeli logik ATAU gerbang dari pasaran, anda akan mendapatkan konfigurasi di atas.

Ia mempunyai 14 pin pin # 7 dan pin # 14 masing-masing adalah GND dan Vcc. Ia dikendalikan pada 5V.

Kelewatan penyebaran:

Kelewatan penyebaran adalah masa yang diperlukan untuk output berubah dari RENDAH ke TINGGI dan sebaliknya.
Kelewatan penyebaran dari RENDAH ke TINGGI ialah 7.4 nanodetik pada 25 darjah Celsius.
Kelewatan penyebaran dari TINGGI ke RENDAH ialah 7.7 nanodetik pada 25 darjah Celsius.

• 74LS32 Quad 2-input
• CD4071 Quad 2-input
• CD4075 Tiga-input
• CD4072 Dual 4-input

Logik Eksklusif –atau Gerbang

Dalam posting ini kita akan meneroka mengenai logik XOR gate atau Exclusive-OR gate. Kita akan melihat definisi asas, simbol, jadual kebenaran, litar setara XOR, realisasi XOR menggunakan gerbang NAND logik dan akhirnya, kita akan melihat gambaran keseluruhan mengenai input quad 2 Ex-OR gate IC 7486.

Dalam catatan sebelumnya, kami mengetahui tentang tiga pintu logik asas 'DAN', 'ATAU' dan 'TIDAK'. Kami juga mengetahui bahawa, dengan menggunakan tiga gerbang asas ini, kami dapat membina dua gerbang logik baru 'NAND' dan 'NOR'.

Terdapat dua lagi gerbang logik walaupun kedua-duanya bukan gerbang asas tetapi, ia dibina oleh gabungan gerbang logik yang lain dan persamaan Booleannya sangat penting dan sangat berguna sehingga dianggap sebagai gerbang logik yang berbeza.

Kedua-dua gerbang logik ini adalah gerbang 'Eksklusif ATAU' dan 'NOR Eksklusif'. Dalam posting ini kita hanya akan meneroka mengenai logik Exclusive OR gate.

Apakah pintu 'Eksklusif ATAU'?

Ini adalah gerbang elektronik, yang outputnya berubah menjadi 'tinggi' atau '1' atau 'benar' atau memberikan 'isyarat positif' apabila dua input logik berbeda antara satu sama lain (ini hanya berlaku untuk dua 2 input -Gerbang atau).

Contohnya: Ucapkan sebuah gerbang ATAU Eksklusif dengan input 'dua', jika salah satu pin input A adalah 'TINGGI' dan pin input B adalah 'RENDAH' maka outputnya berubah menjadi 'TINGGI' atau '1' atau 'benar' atau 'Isyarat positif'.

Sekiranya kedua-dua input sama tahap logiknya, yaitu kedua pin 'HIGH' atau kedua pin 'LOW' maka output bertukar menjadi 'LOW' atau '0' atau 'false' atau 'signal negatif'.

Catatan:

Istilah 'Tinggi', '1', 'isyarat positif', 'benar' pada dasarnya sama (Isyarat positif adalah isyarat positif bateri atau bekalan kuasa).

Istilah 'RENDAH', '0', 'isyarat negatif', 'palsu' pada dasarnya sama (Isyarat negatif adalah isyarat negatif bateri atau bekalan kuasa).

Ilustrasi logik Eksklusif ATAU gerbang:

Di sini 'A' dan 'B' adalah dua input dan 'Y' adalah output.

Ungkapan Boolean untuk gerbang Ex-OR logik: Y = (A.) ̅B + A.B ̅

Sekiranya ‘A’ adalah ‘1’ dan ‘B’ adalah ‘1’ outputnya adalah (A ̅.B + A.B ̅) = 0 x 1 + 1 x 0 = ‘1’ atau “RENDAH”
Sekiranya ‘A’ adalah ‘0’ dan ‘B’ adalah ‘1’ outputnya adalah (A ̅.B + A.B ̅) = 1 x 1 + 0 x 0 = ‘1’ atau “TINGGI”
Sekiranya ‘A’ adalah ‘1’ dan ‘B’ adalah ‘0’ maka outputnya adalah (A ̅.B + A.B ̅) = 0 x 0 + 1 x 1 = ‘1’ atau “TINGGI”
Jika ‘A’ adalah ‘0’ dan ‘B’ adalah ‘0’ outputnya adalah (A ̅.B + A.B ̅) = 1 x 0 + 0 x 1 = ‘0’ atau “Rendah”
Syarat di atas dipermudahkan dalam jadual kebenaran.

Jadual Kebenaran (Dua Input):

Di dua pintu masuk log masuk Ex-OR logik di atas, jika kedua input tersebut berbeza iaitu '1' dan '0' output berubah menjadi 'TINGGI'. Tetapi dengan 3 atau lebih logik input Ex-OR atau secara umum output Ex-OR bertukar menjadi 'TINGGI' hanya apabila bilangan logik ODD 'TINGGI' diterapkan ke pintu gerbang.

Contohnya: Jika kita mempunyai 3 input Ex-OR gate, jika kita menggunakan logik 'HIGH' hanya untuk satu input (bilangan logik ganjil '1') output berubah menjadi 'TINGGI'. Sekiranya kita menerapkan logik 'TINGGI' pada dua input (ini adalah bilangan logik genap '1') output bertukar menjadi 'RENDAH' dan seterusnya.

3 Input Eksklusif ATAU Gerbang:

Ilustrasi 3 pintu masuk EX-OR:

Jadual Kebenaran untuk 3 pintu masuk log masuk EX-OR:

Untuk gerbang Ex-OR 3 input, persamaan Boolean menjadi: A (BC) ̅ + A ̅BC ̅ + (AB) ̅C + ABC

Seperti yang telah kami jelaskan sebelumnya, logika 'Ex-OR' bukanlah pintu masuk logik yang asas tetapi gabungan pintu-pintu logik yang berbeza. Pintu Ex-OR dapat direalisasikan dengan menggunakan logika 'OR', logic 'AND' dan logic 'NAND' gate seperti berikut:

Litar setara untuk pintu 'Eksklusif ATAU':

Reka bentuk di atas mempunyai kelemahan besar, kita memerlukan 3 pintu logik yang berbeza untuk membuat satu pintu Ex-OR. Tetapi kita dapat mengatasi masalah ini dengan melaksanakan gerbang Ex-OR dengan hanya log NAND gerbang, ini juga menjimatkan untuk dibuat-buat.

Gerbang ATAU eksklusif menggunakan gerbang NAND:

Gerbang ATAU eksklusif digunakan untuk melakukan tugas pengkomputeran yang rumit seperti operasi aritmetik, penambah penuh, penambah separuh, ia juga dapat memberikan fungsi pelaksanaan.

Logik Eksklusif ATAU Gerbang IC 7486:

Sekiranya anda ingin membeli gerbang Ex-OR logik dari pasaran, anda akan mendapat konfigurasi DIP di atas.
Ia mempunyai 14 pin pin # 7 dan pin # 14 masing-masing adalah GND dan Vcc. Ia dikendalikan pada 5V.

Kelewatan penyebaran:

Kelewatan penyebaran adalah masa yang diperlukan untuk output berubah dari RENDAH ke TINGGI dan sebaliknya setelah memberi input.
Kelewatan penyebaran dari RENDAH ke TINGGI adalah 23 nanodetik.
Kelewatan penyebaran dari TINGGI ke RENDAH adalah 17 nanodetik.

IC gerbang 'EX-OR' yang biasa terdapat:

• 74LS86 Quad 2-input
• CD4030 Quad 2-input

Saya harap penjelasan terperinci di atas dapat membantu anda memahami mengenai apa itu pintu logik dan bagaimana pintu masuk logik berfungsi, jika anda masih mempunyai pertanyaan? Sila nyatakan di bahagian komen, anda mungkin mendapat balasan pantas.