In diesem Beitrag werden wir umfassend verstehen, was Logikgatter sind und wie sie funktionieren. Wir werden einen Blick auf die grundlegende Definition, das Symbol, die Wahrheitstabelle und die Multi-Input-Gates werfen, wir werden auch transistorbasierte Gate-Äquivalente konstruieren und schließlich einen Überblick über verschiedene relevante CMOS-ICs geben.
Was sind Logic Gates?
Ein Logikgatter in einer elektronischen Schaltung kann als physikalische Einheit ausgedrückt werden, die durch eine Boolesche Funktion dargestellt wird.
Mit anderen Worten, ein Logikgatter ist so ausgelegt, dass es eine logische Funktion unter Verwendung einzelner oder mehrerer Binäreingänge ausführt und einen einzelnen Binärausgang erzeugt.
Elektronische Logikgatter werden grundsätzlich unter Verwendung von Halbleiterblöcken oder -elementen wie Dioden oder Transistoren konfiguriert und implementiert, die wie EIN / AUS-Schalter mit einem genau definierten Schaltmuster arbeiten. Logikgatter erleichtern das Kaskadieren der Gatter, so dass die Zusammenstellung von Booleschen Funktionen leicht möglich ist und physikalische Modelle aller Booleschen Logik erstellt werden können. Dies ermöglicht ferner Algorithmen und Mathematik, die unter Verwendung der Booleschen Logik beschreibbar sind.
Logikschaltungen können Halbleiterelemente im Bereich von Multiplexern, Registern, arithmetischen Logikeinheiten (ALUs) und Computerspeicher und sogar Mikroprozessoren verwenden, an denen bis zu 100 Millionen Logikgatter beteiligt sind. In der heutigen Implementierung finden Sie hauptsächlich Feldeffekttransistoren (FETs), die zur Herstellung von Logikgattern verwendet werden. Ein gutes Beispiel sind Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren oder MOSFETs.
Beginnen wir das Tutorial mit logischen UND-Gattern.
Was ist das logische UND-Tor?
Es ist ein elektronisches Gatter, dessen Ausgang 'hoch' oder '1' oder 'wahr' wird oder ein 'positives Signal' ausgibt, wenn alle Eingänge der UND-Gatter 'hoch' oder '1' oder 'wahr' oder 'wahr' sind positives Signal “.
Beispiel: Sagen wir in einem UND-Gatter mit 'n' Anzahl von Eingängen, wenn alle Eingänge 'hoch' sind, wird der Ausgang 'hoch'. Selbst wenn ein Eingang 'LOW' oder '0' oder 'false' oder 'negatives Signal' ist, wird der Ausgang 'LOW' oder '0' oder 'false' oder gibt ein 'negatives Signal' aus.
Hinweis:
Die Begriffe 'Hoch', '1', 'positives Signal', 'wahr' sind im Wesentlichen gleich (positives Signal ist das positive Signal der Batterie oder des Netzteils).
Die Begriffe 'LOW', '0', 'negatives Signal', 'falsch' sind im Wesentlichen gleich (negatives Signal ist das negative Signal der Batterie oder des Netzteils).
Illustration des Logik- UND Torsymbols:
Hier sind 'A' und 'B' die beiden Eingänge und das 'Y' wird ausgegeben.
Der Boolesche Ausdruck für das logische UND-Gatter: Der Ausgang 'Y' ist eine Multiplikation der beiden Eingänge 'A' und 'B'. (A.B) = Y.
Die Boolesche Multiplikation wird durch einen Punkt (.) Bezeichnet.
Wenn 'A' '1' und 'B' '1' ist, ist der Ausgang (A.B) = 1 x 1 = '1' oder 'hoch'
Wenn 'A' '0' und 'B' '1' ist, ist der Ausgang (A.B) = 0 x 1 = '0' oder 'Niedrig'.
Wenn 'A' '1' und 'B' '0' ist, ist der Ausgang (A.B) = 1 x 0 = '0' oder 'Niedrig'.
Wenn 'A' '0' und 'B' '0' ist, ist der Ausgang (A.B) = 0 x 0 = '0' oder 'Niedrig'.
Die obigen Bedingungen sind in der Wahrheitstabelle vereinfacht.
Wahrheitstabelle (zwei Eingaben):
| A (Eingabe) | B (EINGABE) | Y (Ausgabe) |
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
3-Eingangs-UND-Gatter:
Abbildung von 3 Eingang UND Gatter:
Logik-UND-Gatter können n Eingänge haben, was bedeutet, dass sie mehr als zwei Eingänge haben können (Logik-UND-Gatter haben mindestens zwei Eingänge und immer einen Ausgang).
Für ein UND-Gatter mit 3 Eingängen sieht die Boolesche Gleichung folgendermaßen aus: (ABC) = Y, ähnlich für 4 Eingänge und höher.
Wahrheitstabelle für Logik- UND Gatter mit 3 Eingängen:
| A (EINGABE) | B (EINGABE) | C (EINGANG) | Y (AUSGABE) |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 1 |
Multi Input Logic AND Gates:
Im Handel erhältliche Logik- UND Gatter sind nur in 2, 3 und 4 Eingängen verfügbar. Wenn wir mehr als 4 Eingänge haben, müssen wir die Tore kaskadieren.
Wir können sechs logische UND-Eingangsgatter haben, indem wir die UND-Gatter mit zwei Eingängen wie folgt kaskadieren:
Nun wird die Boolesche Gleichung für die obige Schaltung zu Y = (A.B.). (C.D.). (E.F.)
Dennoch gelten alle genannten logischen Regeln für die obige Schaltung.
Wenn Sie nur 5 Eingänge von den oben genannten 6 Eingängen UND-Gattern verwenden, können wir einen Pull-up-Widerstand an einem beliebigen Pin anschließen, und jetzt wird er zu 5 Eingängen UND-Gattern.
Transistorbasiertes Logik-UND-Gatter mit zwei Eingängen:
Jetzt wissen wir, wie ein logisches UND-Gatter funktioniert. Konstruieren wir ein UND-Gatter mit zwei Eingängen unter Verwendung von zwei NPN-Transistoren. Die Logik-ICs sind fast gleich aufgebaut.
Schema mit zwei Transistoren UND Gattern:
Am Ausgang „Y“ können Sie eine LED anschließen, wenn der Ausgang hoch ist. Die LED leuchtet (LED + Ve-Anschluss an „Y“ mit 330 Ohm Widerstand und Minuspol zu GND).
Wenn wir ein hohes Signal an die Basis der beiden Transistoren anlegen, werden beide Transistoren eingeschaltet. Das + 5V-Signal ist am Emitter des T2 verfügbar, sodass der Ausgang hoch wird.
Wenn einer der Transistoren ausgeschaltet ist, ist am Emitter von T2 keine positive Spannung verfügbar, aber aufgrund des 1K-Pulldown-Widerstands ist die negative Spannung am Ausgang verfügbar, sodass der Ausgang als niedrig bezeichnet wird.
Jetzt wissen Sie, wie Sie ein eigenes Logik- UND Gatter konstruieren können.
Quad-AND-Gate-IC 7408:
Wenn Sie Logik UND-Gatter vom Markt kaufen möchten, erhalten Sie die obige Konfiguration.
Es hat 14 Pins, Pin 7 und Pin 14 sind GND bzw. Vcc. Es wird mit 5V betrieben.
Ausbreitungsverzögerung:
Die Ausbreitungsverzögerung ist die Zeit, die der Ausgang benötigt, um von LOW nach HIGH und umgekehrt zu wechseln.
Die Ausbreitungsverzögerung von LOW nach HIGH beträgt 27 Nanosekunden.
Die Ausbreitungsverzögerung von HIGH nach LOW beträgt 19 Nanosekunden.
Andere allgemein verfügbare 'UND' -Gatter-ICs:
• 74LS08 Quad 2-Eingang
• 74LS11 Dreifacher 3-Eingang
• 74LS21 Dual 4-Eingang
• CD4081 Quad 2-Eingang
• CD4073 Dreifacher 3-Eingang
• CD4082 Dual 4-Eingang
Weitere Informationen finden Sie im Datenblatt der oben genannten ICs.
Wie Logik 'Exclusive NOR' Gate-Funktion
In diesem Beitrag werden wir uns mit dem logischen Ex-NOR-Gatter oder dem Exklusiv-NOR-Gatter befassen. Wir werden einen Blick auf die grundlegende Definition, das Symbol, die Wahrheitstabelle, das Ex-NOR-Ersatzschaltbild und die Ex-NOR-Realisierung werfen logische NAND-Gatter und schließlich werden wir einen Überblick über das Ex-ODER-Gatter IC 74266 mit Quad-2-Eingang geben.
Was ist ein 'exklusives NOR' -Tor?
Es ist ein elektronisches Gate, dessen Ausgang 'hoch' oder '1' oder 'wahr' wird oder ein 'positives Signal' ausgibt, wenn die Eingänge eine gerade Anzahl von logischen '1s' (oder 'wahr' oder 'hoch' oder 'hoch' sind) positives Signal ”).
Beispiel: Sagen Sie ein exklusives NOR-Gatter mit 'n' Anzahl von Eingängen. Wenn die Eingänge logisch 'HIGH' mit 2 oder 4 oder 6 Eingängen sind (gerade Anzahl von Eingängen '1s'), wird der Ausgang 'HIGH'.
Selbst wenn wir keine logische 'hoch' auf die Eingangspins anwenden (d. H. Die Nullzahl der logischen 'HIGH' und die gesamte logische 'LOW'), ist 'Null' immer noch eine gerade Zahl, die der Ausgang auf 'HIGH' dreht.
Wenn die Anzahl der angewendeten logischen '1s' ODD ist, wird der Ausgang 'LOW' (oder '0' oder 'false' oder 'negatives Signal').
Dies ist das Gegenteil des logischen 'Exclusive OR' -Gatters, bei dem sein Ausgang 'HIGH' wird, wenn die Eingänge die ODD-Anzahl der logischen '1s' haben.
Hinweis:
Die Begriffe 'Hoch', '1', 'positives Signal', 'wahr' sind im Wesentlichen gleich (positives Signal ist das positive Signal der Batterie oder des Netzteils).
Die Begriffe 'LOW', '0', 'negatives Signal', 'falsch' sind im Wesentlichen gleich (negatives Signal ist das negative Signal der Batterie oder des Netzteils).
Abbildung des logischen 'Exclusive NOR' -Tors:
'Exklusive NOR' -Tor-Ersatzschaltung:
Das Obige ist das Ersatzschaltbild für das logische Ex-NOR, das im Grunde eine Kombination aus dem logischen 'Exclusive OR' -Gatter und dem logischen 'NOT' -Gatter ist.
Hier sind 'A' und 'B' die beiden Eingänge und das 'Y' wird ausgegeben.
Der Boolesche Ausdruck für das logische Ex-NOR-Gatter: Y = (AB) ̅ + AB.
Wenn 'A' '1' und 'B' '1' ist, ist der Ausgang ((AB) ̅ + AB) = 0 + 1 = '1' oder 'HIGH'.
Wenn 'A' '0' und 'B' '1' ist, ist der Ausgang ((AB) ̅ + AB) = 0 + 0 = '0' oder 'LOW'.
Wenn 'A' '1' und 'B' '0' ist, ist der Ausgang ((AB) ̅ + AB) = 0 + 0 = '0' oder 'LOW'.
Wenn 'A' '0' und 'B' '0' ist, ist der Ausgang ((AB) ̅ + AB) = 1 + 1 = '1' oder 'HIGH'.
Die obigen Bedingungen sind in der Wahrheitstabelle vereinfacht.
Wahrheitstabelle (zwei Eingaben):
| A (Eingabe) | B (EINGABE) | Y (Ausgabe) |
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
3 Exklusives NOR-Gatter-Eingang:
Abbildung eines Ex-NOR-Gatters mit 3 Eingängen:
Wahrheitstabelle für EX-OR-Gatter mit 3 Eingangslogiken:
| A (EINGABE) | B (EINGABE) | C (EINGANG) | Y (AUSGABE) |
| 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 |
Für das Ex-NOR-Gatter mit 3 Eingängen lautet die Boolesche Gleichung: A ̅ (BC) ̅ + ABC ̅ + AB ̅C + A ̅BC.
Das logische 'Ex-NOR' -Gatter ist kein grundlegendes Logikgatter, sondern eine Kombination verschiedener Logikgatter. Das Ex-NOR-Gatter kann unter Verwendung von logischen 'ODER' -Gattern, logischen 'UND' -Gattern und logischen 'NAND' -Gattern wie folgt realisiert werden:
Ersatzschaltung für 'Exclusive NOR' -Gatter:
Das obige Design hat einen großen Nachteil. Wir benötigen 3 verschiedene Logikgatter, um ein Ex-NOR-Gatter herzustellen. Wir können dieses Problem jedoch überwinden, indem wir ein Ex-NOR-Gatter nur mit logischen „NAND“ -Gattern implementieren. Dies ist auch wirtschaftlich herzustellen.
Exklusives NOR-Gatter mit NAND-Gatter:
Exklusive NOR-Gatter werden verwendet, um komplizierte Rechenaufgaben wie arithmetische Operationen, binäre Addierer, binäre Subtraktion, Paritätsprüfer auszuführen, und sie werden als digitale Komparatoren verwendet.
Logic Exclusive-NOR Gate IC 74266:
Wenn Sie ein logisches Ex-NOR-Gatter vom Markt kaufen möchten, erhalten Sie die obige DIP-Konfiguration.
Es hat 14 Pins, Pin 7 und Pin 14 sind GND bzw. Vcc. Es wird mit 5V betrieben.
Ausbreitungsverzögerung:
Die Ausbreitungsverzögerung ist die Zeit, die der Ausgang benötigt, um nach der Eingabe von LOW auf HIGH und umgekehrt zu wechseln.
Die Ausbreitungsverzögerung von LOW nach HIGH beträgt 23 Nanosekunden.
Die Ausbreitungsverzögerung von HIGH nach LOW beträgt 23 Nanosekunden.
Allgemein erhältliche 'EX-NOR' -Gatter-ICs:
74LS266 Quad 2-Eingang
CD4077 Quad 2-Eingang
Wie NAND Gate funktioniert
In der folgenden Erklärung werden wir uns mit dem digitalen Logik-NAND-Gatter befassen. Wir werden uns die grundlegende Definition, das Symbol, die Wahrheitstabelle und das NAND-Gatter mit mehreren Eingängen ansehen, ein NAND-Gatter mit zwei Eingängen auf Transistorbasis und verschiedene Logikgatter konstruieren, die nur das NAND-Gatter verwenden, und schließlich einen Überblick über das NAND-Gatter geben IC 7400.
Was ist das Logik-NAND-Tor?
Es ist ein elektronisches Gatter, dessen Ausgang 'LOW' oder '0' oder 'false' wird oder ein 'negatives Signal' ausgibt, wenn alle Eingänge der NAND-Gatter 'high' oder '1' oder 'true' oder 'true' sind positives Signal “.
Beispiel: Sagen Sie ein NAND-Gatter mit 'n' Anzahl von Eingängen. Wenn alle Eingänge 'hoch' sind, wird der Ausgang 'LOW'. Selbst wenn ein Eingang 'LOW' oder '0' oder 'false' oder 'negatives Signal' ist, wird der Ausgang 'HIGH' oder '1' oder 'true' oder gibt ein 'positives Signal' aus.
Hinweis:
Die Begriffe 'Hoch', '1', 'positives Signal', 'wahr' sind im Wesentlichen gleich (positives Signal ist das positive Signal der Batterie oder des Netzteils).
Die Begriffe 'LOW', '0', 'negatives Signal', 'falsch' sind im Wesentlichen gleich (negatives Signal ist das negative Signal der Batterie oder des Netzteils).
Illustration des logischen NAND-Gattersymbols:
Hier sind 'A' und 'B' die beiden Eingänge und das 'Y' wird ausgegeben.
Dieses Symbol ist 'UND' -Tor mit Inversion 'o'.
Logik-NAND-Gate-Ersatzschaltbild:
Das logische NAND-Gatter ist die Kombination aus logischem UND-Gatter und logischem NICHT-Gatter.
Der Boolesche Ausdruck für das logische NAND-Gatter: Der Ausgang 'Y' ist eine komplementäre Multiplikation der beiden Eingänge 'A' und 'B'. Y = ((A.B) ̅)
Die Boolesche Multiplikation wird durch einen Punkt (.) Bezeichnet und die Komplementärmultiplikation (Inversion) wird durch einen Balken (-) über einem Buchstaben dargestellt.
Wenn 'A' '1' und 'B' '1' ist, ist die Ausgabe ((A.B) ̅) = (1 x 1) ̅ = '0' oder 'LOW'
Wenn 'A' '0' und 'B' '1' ist, ist die Ausgabe ((A.B) ̅) = (0 x 1) ̅ = '1' oder 'HIGH'.
Wenn 'A' '1' und 'B' '0' ist, ist die Ausgabe ((A.B) ̅) = (1 x 0) ̅ = '1' oder 'HIGH'.
Wenn 'A' '0' und 'B' '0' ist, ist die Ausgabe ((A.B) ̅) = (0 x 0) ̅ = '1' oder 'HIGH'.
Die obigen Bedingungen sind in der Wahrheitstabelle vereinfacht.
Wahrheitstabelle (zwei Eingaben):
| A (Eingabe) | B (EINGABE) | Y (Ausgabe) |
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
NAND-Gatter mit 3 Eingängen:
Abbildung eines NAND-Gatters mit 3 Eingängen:
Logik-NAND-Gatter können n Eingänge haben, was bedeutet, dass sie mehr als zwei Eingänge haben können
(Logik-NAND-Gatter haben mindestens zwei Eingänge und immer einen Ausgang).
Für ein NAND-Gatter mit 3 Eingängen sieht die Boolesche Gleichung folgendermaßen aus: ((ABC) ̅) = Y, ähnlich für 4 Eingänge und höher.
Wahrheitstabellefür NAND-Gatter mit 3 Eingangslogiken:
| A (EINGABE) | B (EINGABE) | C (EINGANG) | Y (AUSGABE) |
| 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 |
Multi Input Logic NAND Gates:
Im Handel erhältliche Logic NAND-Gatter sind nur in 2, 3 und 4 Eingängen erhältlich. Wenn wir mehr als 4 Eingänge haben, müssen wir die Tore kaskadieren.
Zum Beispiel können wir ein NAND-Gatter mit vier Eingangslogiken haben, indem wir 5 NAND-Gatter mit zwei Eingängen wie folgt kaskadieren:
Nun wird die Boolesche Gleichung für die obige Schaltung zu Y = ((A.B.C.D) ̅)
Dennoch gelten alle genannten logischen Regeln für die obige Schaltung.
Wenn Sie nur 3 Eingänge von den oben genannten 4 Eingängen NAND-Gatter verwenden, können wir einen Pull-Up-Widerstand an einen beliebigen Pin anschließen und jetzt wird es NAND-Gatter mit 3 Eingängen.
Transistorbasiertes logisches NAND-Gatter mit zwei Eingängen:
Jetzt wissen wir, wie ein logisches NAND-Gatter funktioniert. Konstruieren wir ein NAND-Gatter mit zwei Eingängen unter Verwendung von zwei
NPN-Transistoren. Die Logik-ICs sind fast gleich aufgebaut.
Zwei-Transistor-NAND-Gatter-Schema:
Am Ausgang „Y“ können Sie eine LED anschließen, wenn der Ausgang hoch ist. Die LED leuchtet (LED + Ve-Anschluss an „Y“ mit 330 Ohm Widerstand und Minuspol zu GND).
Wenn wir ein hohes Signal an die Basis der beiden Transistoren anlegen, werden beide Transistoren eingeschaltet. Das Massesignal steht am Kollektor des T1 zur Verfügung, sodass der Ausgang auf „LOW“ geschaltet wird.
Wenn einer der Transistoren ausgeschaltet ist, dh ein 'LOW' -Signal an die Basis anlegt, ist am Kollektor von T1 kein Massesignal verfügbar, aber aufgrund des 1K-Pull-up-Widerstands ist das positive Signal am Ausgang verfügbar und der Ausgang wird gedreht 'HOCH'.
Jetzt wissen Sie, wie Sie ein eigenes logisches NAND-Gatter erstellen.
Verschiedene Logikgatter mit NAND-Gatter:
Das NAND-Gatter wird auch als 'universelles Logikgatter' bezeichnet, da wir mit diesem einzelnen Gatter jede boolesche Logik erstellen können. Dies ist ein Vorteil für die Herstellung von ICs mit unterschiedlichen logischen Funktionen, und die Herstellung eines einzelnen Gates ist wirtschaftlich.
In den obigen Schemata sind nur 3 Arten von Gates gezeigt, aber wir können jede boolesche Logik erstellen.
Quad-NAND-Gate-IC 7400:
Wenn Sie ein logisches NAND-Gatter vom Markt kaufen möchten, erhalten Sie die obige DIP-Konfiguration.
Es hat 14 Pins, Pin 7 und Pin 14 sind GND bzw. Vcc. Es wird mit 5V betrieben.
Ausbreitungsverzögerung:
Die Ausbreitungsverzögerung ist die Zeit, die der Ausgang benötigt, um nach Eingabe eines Eingangs von LOW auf HIGH und umgekehrt zu wechseln.
Die Ausbreitungsverzögerung von LOW nach HIGH beträgt 22 Nanosekunden.
Die Ausbreitungsverzögerung von HIGH nach LOW beträgt 15 Nanosekunden.
Es stehen mehrere andere NAND-Gate-ICs zur Verfügung:
- 74LS00 Quad 2-Eingang
- 74LS10 Dreifacher 3-Eingang
- 74LS20 Dual 4-Eingang
- 74LS30 Einzelner 8-Eingang
- CD4011 Quad 2-Eingang
- CD4023 Dreifacher 3-Eingang
- CD4012 Dual 4-Eingang
Wie NOR Gate funktioniert
Hier werden wir uns mit dem NOR-Gatter für digitale Logik befassen. Wir werden uns die grundlegende Definition, das Symbol, die Wahrheitstabelle und das NOR-Gatter mit mehreren Eingängen ansehen, ein NOR-Gatter mit zwei Eingängen auf Transistorbasis und verschiedene Logikgatter konstruieren, die nur das NOR-Gatter verwenden, und schließlich einen Überblick über das NOR-Gatter geben IC 7402.
Was ist das Logik-NOR-Tor?
Es ist ein elektronisches Gatter, dessen Ausgang 'HIGH' oder '1' oder 'true' wird oder ein 'positives Signal' ausgibt, wenn alle Eingänge der NOR-Gatter 'LOW' oder '0' oder 'false' oder 'false' sind negatives Signal “.
Beispiel: Sagen Sie ein NOR-Gatter mit 'n' Anzahl von Eingängen. Wenn alle Eingänge 'LOW' sind, wird der Ausgang 'HIGH'. Selbst wenn ein Eingang 'HIGH' oder '1' oder 'true' oder 'positives Signal' ist, wird der Ausgang 'LOW' oder '0' oder 'false' oder gibt ein 'negatives Signal' aus.
Hinweis:
Die Begriffe 'Hoch', '1', 'positives Signal', 'wahr' sind im Wesentlichen gleich (positives Signal ist das positive Signal der Batterie oder des Netzteils).
Die Begriffe 'LOW', '0', 'negatives Signal', 'falsch' sind im Wesentlichen gleich (negatives Signal ist das negative Signal der Batterie oder des Netzteils).
Illustration des logischen NOR-Gattersymbols:
Hier sind 'A' und 'B' die beiden Eingänge und das 'Y' wird ausgegeben.
Dieses Symbol ist ein ODER-Gatter mit der Inversion „o“.
Logik-NOR-Gate-Ersatzschaltbild:
Das logische NOR-Gatter ist die Kombination aus logischem 'ODER' -Gatter und logischem 'NICHT' -Gatter.
Der Boolesche Ausdruck für das logische NOR-Gatter: Der Ausgang 'Y' ist eine komplementäre Addition der beiden Eingänge 'A' und 'B'. Y = ((A + B) ̅)
Die boolesche Addition wird mit (+) bezeichnet und die komplementäre (Inversion) wird durch einen Balken (-) über einem Buchstaben dargestellt.
Wenn 'A' '1' und 'B' '1' ist, ist die Ausgabe ((A + B) ̅) = (1+ 1) ̅ = '0' oder 'LOW'
Wenn 'A' '0' und 'B' '1' ist, ist die Ausgabe ((A + B) ̅) = (0+ 1) ̅ = '0' oder 'LOW'
Wenn 'A' '1' und 'B' '0' ist, ist die Ausgabe ((A + B) ̅) = (1+ 0) ̅ = '0' oder 'LOW'
Wenn 'A' '0' und 'B' '0' ist, ist die Ausgabe ((A + B) ̅) = (0+ 0) ̅ = '1' oder 'HIGH'.
Die obigen Bedingungen sind in der Wahrheitstabelle vereinfacht.
Wahrheitstabelle (zwei Eingaben):
| A (Eingabe) | B (EINGABE) | Y (Ausgabe) |
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 |
NOR-Gatter mit 3 Eingängen:
Abbildung eines NOR-Gatters mit 3 Eingängen:
Logik-NOR-Gatter können n Eingänge haben, was bedeutet, dass sie mehr als zwei Eingänge haben können (Logik-NOR-Gatter haben mindestens zwei Eingänge und immer einen Ausgang).
Für ein NOR-Gatter mit 3 Eingängen sieht die Boolesche Gleichung folgendermaßen aus: ((A + B + C) ̅) = Y, ähnlich für 4 Eingänge und höher.
Wahrheitstabelle für NOR-Gatter mit 3 Eingangslogiken:
| A (EINGABE) | B (EINGABE) | C (EINGANG) | Y (AUSGABE) |
| 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 0 |
NOR-Gatter mit Multi-Eingangslogik:
Im Handel erhältliche Logic NOR-Gatter sind nur in 2, 3 und 4 Eingängen verfügbar. Wenn wir mehr als 4 Eingänge haben, müssen wir die Tore kaskadieren.
Zum Beispiel können wir ein NOR-Gatter mit vier Eingangslogiken haben, indem wir 5 NOR-Gatter mit zwei Eingängen wie folgt kaskadieren:
Nun wird die Boolesche Gleichung für die obige Schaltung zu Y = ((A + B + C + D) ̅)
Dennoch gelten alle genannten logischen Regeln für die obige Schaltung.
Wenn Sie nur 3 Eingänge von den oben genannten 4 Eingängen NOR-Gatter verwenden, können wir einen Pulldown-Widerstand an einen beliebigen Pin anschließen und jetzt wird es 3 Eingänge NOR-Gatter.
Transistorbasiertes Logik-NOR-Gatter mit zwei Eingängen:
Jetzt wissen wir, wie ein logisches NOR-Gatter funktioniert. Lassen Sie uns ein NOR-Gatter mit zwei Eingängen unter Verwendung von zwei NPN-Transistoren konstruieren. Die Logik-ICs sind fast gleich aufgebaut.
Zwei-Transistor-NOR-Gatter Schema:
Am Ausgang „Y“ können Sie eine LED anschließen, wenn der Ausgang hoch ist. Die LED leuchtet (LED + Ve-Anschluss an „Y“ mit 330 Ohm Widerstand und Minuspol zu GND).
Wenn wir ein 'HIGH' -Signal an die Basis der beiden Transistoren anlegen, werden beide Transistoren eingeschaltet und das Massesignal ist am Kollektor von T1 und T2 verfügbar, sodass der Ausgang 'LOW' wird.
Wenn wir auf einen der Transistoren „HIGH“ anwenden, ist am Ausgang immer noch das negative Signal verfügbar, sodass der Ausgang auf „LOW“ geht.
Wenn wir ein 'LOW' -Signal an die Basis von zwei Transistoren anlegen, werden beide ausgeschaltet, aber aufgrund des Pull-up-Widerstands wird der Ausgang 'HIGH'.
Jetzt wissen Sie, wie Sie ein eigenes logisches NOR-Gatter erstellen.
Verschiedene Logikgatter mit NOR-Gatter:
HINWEIS: NAND und NOR sind die beiden Gates, die auch als Universal-Gates bezeichnet werden.
Das NOR-Gatter ist auch ein „universelles Logikgatter“, da wir mit diesem einzelnen Gatter jede boolesche Logik erstellen können. Dies ist ein Vorteil für die Herstellung von ICs mit unterschiedlichen logischen Funktionen, und die Herstellung eines einzelnen Gatters ist wirtschaftlich, dies gilt auch für das NAND-Gatter.
In den obigen Schemata sind nur 3 Arten von Gates dargestellt, aber wir können jede boolesche Logik erstellen.
Quad-NOR-Gatter-IC 7402:
Wenn Sie ein logisches NOR-Gatter vom Markt kaufen möchten, erhalten Sie die obige DIP-Konfiguration.
Es hat 14 Pins, Pin 7 und Pin 14 sind GND bzw. Vcc. Es wird mit 5V betrieben.
Ausbreitungsverzögerung:
Die Ausbreitungsverzögerung ist die Zeit, die der Ausgang benötigt, um nach Eingabe eines Eingangs von LOW auf HIGH und umgekehrt zu wechseln.
Die Ausbreitungsverzögerung von LOW nach HIGH beträgt 22 Nanosekunden.
Die Ausbreitungsverzögerung von HIGH nach LOW beträgt 15 Nanosekunden.
Es stehen mehrere andere NOR-Gate-ICs zur Verfügung:
- 74LS02 Quad 2-Eingang
- 74LS27 Dreifacher 3-Eingang
- 74LS260 Dual 4-Eingang
- CD4001 Quad 2-Eingang
- CD4025 Dreifacher 3-Eingang
- CD4002 Dual 4-Eingang
Logik NICHT Tor
In diesem Beitrag werden wir uns mit dem logischen 'NICHT' -Tor befassen. Wir werden etwas über die grundlegende Definition, das Symbol, die Wahrheitstabelle, die NAND- und NOR-Gatteräquivalente, die Schmitt-Inverter, den Schmitt-NOT-Gate-Oszillator und das NOT-Gate mit Transistor lernen und schließlich einen Blick auf den logischen NOT-Gate-Inverter IC 7404 werfen.
Bevor wir uns mit den Details des logischen NICHT-Gatters befassen, das auch als digitaler Wechselrichter bezeichnet wird, darf man nicht mit den „Wechselrichtern“ verwechseln, die in Solar- oder Notstromversorgungen zu Hause oder im Büro verwendet werden.
Was ist das logische 'NICHT' -Tor?
Es ist ein Logikgatter mit einem Eingang und einem Ausgang, dessen Ausgang zum Eingang komplementär ist.
Die obige Definition besagt, dass wenn der Eingang 'HIGH' oder '1' oder 'true' oder 'positives Signal' ist, der Ausgang 'LOW' oder '0' oder 'false' oder 'negatives Signal' ist.
Wenn der Eingang 'LOW' oder '0' oder 'false' oder 'negatives Signal' ist, wird der Ausgang auf 'HIGH' oder '1' oder 'true' oder 'positives Signal' invertiert.
Hinweis:
Die Begriffe 'Hoch', '1', 'positives Signal', 'wahr' sind im Wesentlichen gleich (positives Signal ist das positive Signal der Batterie oder des Netzteils).
Die Begriffe 'LOW', '0', 'negatives Signal', 'falsch' sind im Wesentlichen gleich (negatives Signal ist das negative Signal der Batterie oder des Netzteils).
Illustration von Logic NOT Gate:
Nehmen wir an, 'A' ist der Eingang und 'Y' ist der Ausgang. Die Boolesche Gleichung für das logische NICHT-Gatter lautet: Ā = Y.
Die Gleichung besagt, dass die Ausgabe eine Inversion der Eingabe ist.
Wahrheitstabelle für Logik NICHT Tor:
| ZU (EINGANG) | Y. (AUSGABE) |
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
Die Nicht-Gates haben immer einen einzigen Eingang (und immer einen einzigen Ausgang). Sie werden als Entscheidungshilfen kategorisiert. Das 'o' -Symbol an der Spitze des Dreiecks steht für Komplementation oder Inversion.
Dieses 'o' -Symbol ist nicht nur auf das logische 'NICHT' -Gatter beschränkt, sondern kann auch von jedem Logikgatter oder jeder digitalen Schaltung verwendet werden. Befindet sich das „o“ am Eingang, bedeutet dies, dass der Eingang aktiv-niedrig ist.
Aktiv-Niedrig: Der Ausgang wird aktiv (Aktivierung eines Transistors, einer LED oder eines Relais usw.), wenn der Eingang „LOW“ gegeben ist.
NAND- und NOR-Gates-Äquivalent:
Das 'NICHT' -Gatter kann unter Verwendung von logischen 'NAND' - und logischen 'NOR' -Gattern konstruiert werden, indem alle Eingangspins verbunden werden. Dies gilt für Gatter mit 3, 4 und höheren Eingangspins.
Transistorbasiertes Logik-NICHT-Gatter:
Die Logik 'NICHT' kann durch einen NPN-Transistor und einen 1K-Widerstand aufgebaut werden. Wenn wir ein 'HIGH' -Signal an die Basis des Transistors anlegen, wird die Masse mit dem Kollektor des Transistors verbunden, wodurch der Ausgang 'LOW' wird.
Wenn wir ein 'LOW' -Signal an die Basis des Transistors anlegen, bleibt der Transistor AUS und wird nicht mit Masse verbunden, aber der Ausgang wird durch den an Vcc angeschlossenen Pull-up-Widerstand 'HIGH' gezogen. Somit können wir unter Verwendung eines Transistors ein logisches 'NICHT' -Gatter erstellen.
Schmitt Wechselrichter:
Wir werden dieses Konzept mit einem automatischen Ladegerät untersuchen, um die Verwendung und Funktionsweise der Schmitt-Wechselrichter zu erklären. Nehmen wir das Beispiel des Ladevorgangs für Li-Ionen-Akkus.
Der 3,7-V-Li-Ionen-Akku wird aufgeladen, wenn der Akku 3 V bis 3,2 V erreicht. Die Batteriespannung steigt während des Ladevorgangs allmählich an und die Batterie muss bei 4,2 V abgeschaltet werden. Nach dem Laden fällt die Leerlaufspannung der Batterie um 4,0 V ab .
Ein Spannungssensor misst die Abschaltgrenze und löst aus, dass das Relais den Ladevorgang beendet. Wenn die Spannung jedoch unter 4,2 V fällt, erkennt das Ladegerät, dass es nicht geladen ist, und beginnt den Ladevorgang bis 4,2 V und schaltet ab. Die Batteriespannung fällt erneut auf 4,0 V und beginnt erneut mit dem Laden, und dieser Wahnsinn wird immer wieder wiederholt.
Dadurch wird die Batterie schnell zerstört. Um dieses Problem zu beheben, benötigen wir einen niedrigeren Schwellenwert oder „LTV“, damit der Akku erst aufgeladen wird, wenn die Batterie auf 3 V bis 3,2 V abfällt. Die obere Schwellenspannung oder „UTV“ beträgt 4,2 V in diesem Beispiel.
Ein Schmitt-Wechselrichter schaltet seinen Ausgangszustand, wenn die Spannung die obere Schwellenspannung überschreitet, und bleibt gleich, bis der Eingang die untere Schwellenspannung erreicht.
In ähnlicher Weise bleibt der Ausgang gleich, sobald der Eingang die untere Schwellenspannung überschreitet, bis der Eingang die obere Schwellenspannung erreicht.
Es wird seinen Status zwischen LTV und UTV nicht ändern.
Aus diesem Grund wird das EIN / AUS viel gleichmäßiger und unerwünschte Schwingungen werden entfernt, und auch die Schaltung wird widerstandsfähiger gegen elektrisches Rauschen.
Schmitt NOT Gate Oscillator:
Die obige Schaltung ist ein Oszillator, der eine Rechteckwelle mit einem Tastverhältnis von 33% erzeugt. Zu Beginn befindet sich der Kondensator im entladenen Zustand und das Erdungssignal steht am Eingang des NOT-Gatters zur Verfügung.
Der Ausgang wird positiv und lädt den Kondensator über den Widerstand 'R' auf, der Kondensator lädt sich bis zur oberen Schwellenspannung des Wechselrichters auf und ändert den Zustand, der Ausgang dreht das negative Signal und der Kondensator beginnt sich über den Widerstand 'R' zu entladen, bis die Kondensatorspannung erreicht ist Wenn der untere Schwellenwert und der Zustand geändert werden, wird der Ausgang positiv und lädt den Kondensator auf.
Dieser Zyklus wiederholt sich, solange die Stromversorgung der Schaltung gegeben ist.
Die Frequenz des obigen Oszillators kann berechnet werden: F = 680 / RC
Wobei F die Frequenz ist.
R ist der Widerstand in Ohm.
C ist die Kapazität in Farad.
Rechteckwellenkonverter:
Die obige Schaltung wandelt das Sinuswellensignal in eine Rechteckwelle um, tatsächlich kann sie alle analogen Wellen in eine Rechteckwelle umwandeln.
Die beiden Widerstände R1 und R2 arbeiten als Spannungsteiler. Dies wird verwendet, um einen Vorspannungspunkt zu erhalten, und der Kondensator blockiert alle Gleichstromsignale.
Wenn das Eingangssignal den oberen oder unteren Schwellenwert überschreitet, dreht sich der Ausgang
LOW oder HIGH erzeugen je nach Signal eine Rechteckwelle.
IC 7404 NOT Gate Inverter:
Der IC 7404 ist einer der am häufigsten verwendeten logischen NOT-Gate-ICs. Es hat 14 Pins, Pin 7 ist geerdet und Pin 14 ist Vcc. Die Betriebsspannung beträgt 4,5V bis 5V.
Ausbreitungsverzögerung:
Die Ausbreitungsverzögerung ist die Zeit, die das Gate benötigt, um den Ausgang nach dem Geben eines Eingangs zu verarbeiten.
In der Logik benötigt das „NICHT“ -Gatter ungefähr 22 Nanosekunden, um seinen Zustand von HOCH auf NIEDRIG und umgekehrt zu ändern.
Es gibt mehrere andere logische „NOT-Gate-ICs:
• 74LS04 Hex Inverting NOT Gate
• 74LS14 Hex Schmitt Inverting NOT Gate
• 74LS1004 Hex Inverting Drivers
• CD4009 Hex Inverting NOT Gate
• CD4069 Hex Inverting NOT Gate
Wie funktioniert das ODER-Gatter?
Lassen Sie uns nun die digitalen Logik-ODER-Gatter untersuchen. Wir werden uns die grundlegende Definition, das Symbol, die Wahrheitstabelle und das ODER-Gatter mit mehreren Eingängen ansehen, ein ODER-Gatter mit 2 Eingängen auf Transistorbasis konstruieren und schließlich einen Überblick über den ODER-Gatter-IC 7432 geben.
Was ist ein logisches ODER-Tor?
Es ist ein elektronisches Gatter, dessen Ausgang 'LOW' oder '0' oder 'false' wird oder ein 'negatives Signal' ausgibt, wenn alle Eingänge der ODER-Gatter 'LOW' oder '0' oder 'false' oder 'false' sind negatives Signal “.
Beispiel: Sagen Sie ein ODER-Gatter mit 'n' Anzahl von Eingängen. Wenn alle Eingänge 'LOW' sind, wird der Ausgang 'LOW'. Selbst wenn ein Eingang 'HIGH' oder '1' oder 'true' oder 'positives Signal' ist, wird der Ausgang 'HIGH' oder '1' oder 'true' oder gibt ein 'positives Signal' aus.
Hinweis:
Die Begriffe 'Hoch', '1', 'positives Signal', 'wahr' sind im Wesentlichen gleich (positives Signal ist das positive Signal der Batterie oder des Netzteils).
Die Begriffe 'LOW', '0', 'negatives Signal', 'falsch' sind im Wesentlichen gleich (negatives Signal ist das negative Signal der Batterie oder des Netzteils).
Abbildung des Logik- ODER Gatter-Symbols:
Hier sind 'A' und 'B' die beiden Eingänge und das 'Y' wird ausgegeben.
Der Boolesche Ausdruck für das logische ODER-Gatter: Der Ausgang 'Y' ist die Addition der beiden Eingänge 'A' und 'B', (A + B) = Y.
Die boolesche Addition wird mit (+) bezeichnet.
Wenn 'A' '1' und 'B' '1' ist, ist der Ausgang (A + B) = 1 + 1 = '1' oder 'hoch'
Wenn 'A' '0' und 'B' '1' ist, ist der Ausgang (A + B) = 0 + 1 = '1' oder 'hoch'
Wenn 'A' '1' und 'B' '0' ist, ist der Ausgang (A + B) = 1 + 0 = '1' oder 'hoch'
Wenn 'A' '0' und 'B' '0' ist, ist der Ausgang (A + B) = 0 + 0 = '0' oder 'Niedrig'.
Die obigen Bedingungen sind in der Wahrheitstabelle vereinfacht.
Wahrheitstabelle (zwei Eingaben):
| A (Eingabe) | B (EINGABE) | Y (Ausgabe) |
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
3-Eingangs-ODER-Gatter:
Abbildung eines ODER-Gatters mit 3 Eingängen:
Logik-ODER-Gatter können n Eingänge haben, was bedeutet, dass sie mehr als zwei Eingänge haben können (Logik-ODER-Gatter haben mindestens zwei Eingänge und immer einen Ausgang).
Für ein logisches ODER-Gatter mit 3 Eingängen sieht die Boolesche Gleichung folgendermaßen aus: (A + B + C) = Y, ähnlich für 4 Eingänge und höher.
Wahrheitstabelle für ODER-Gatter mit 3 Eingängen:
| A (EINGABE) | B (EINGABE) | C (EINGANG) | Y (AUSGABE) |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 |
Multi Input Logic OR Gates:
Im Handel erhältliche Logik-ODER-Gatter sind nur in 2, 3 und 4 Eingängen verfügbar. Wenn wir mehr als 4 Eingänge haben, müssen wir die Tore kaskadieren.
Wir können ein logisches ODER-Gatter mit sechs Eingängen haben, indem wir die ODER-Gatter mit zwei Eingängen wie folgt kaskadieren:
Nun wird die Boolesche Gleichung für die obige Schaltung zu Y = (A + B) + (C + D) + (E + F)
Dennoch gelten alle genannten logischen Regeln für die obige Schaltung.
Wenn Sie nur 5 Eingänge von den oben genannten 6 Eingängen ODER-Gatter verwenden, können wir einen Pull-Down-Widerstand an einem beliebigen Pin anschließen und jetzt wird es 5 Eingänge ODER-Gatter.
Transistorbasiertes logisches ODER-Gatter mit zwei Eingängen:
Jetzt wissen wir, wie ein logisches ODER-Gatter funktioniert. Konstruieren wir ein ODER-Gatter mit zwei Eingängen unter Verwendung von zwei NPN-Transistoren. Die Logik-ICs sind fast gleich aufgebaut.
Zwei-Transistor-ODER-Gatter-Schema:
Am Ausgang „Y“ können Sie eine LED anschließen, wenn der Ausgang hoch ist. Die LED leuchtet (LED + Ve-Anschluss an „Y“ mit 330 Ohm Widerstand und Minuspol zu GND).
Wenn wir ein LOW-Signal an die Basis der beiden Transistoren anlegen, werden beide Transistoren ausgeschaltet. Das Erdungssignal steht am Emitter des T2 / T1 über einen 1k-Pulldown-Widerstand zur Verfügung, sodass der Ausgang LOW wird.
Wenn einer der Transistoren eingeschaltet ist, steht am Emitter von T2 / T1 eine positive Spannung zur Verfügung, sodass der Ausgang auf HIGH gestellt wird.
Jetzt wissen Sie, wie Sie ein eigenes Logik-ODER-Gatter erstellen.
Quad-OR-Gate-IC 7432:
Wenn Sie ein logisches ODER-Gatter vom Markt kaufen möchten, erhalten Sie die obige Konfiguration.
Es hat 14 Pins, Pin 7 und Pin 14 sind GND bzw. Vcc. Es wird mit 5V betrieben.
Ausbreitungsverzögerung:
Die Ausbreitungsverzögerung ist die Zeit, die der Ausgang benötigt, um von LOW nach HIGH und umgekehrt zu wechseln.
Die Ausbreitungsverzögerung von LOW nach HIGH beträgt 7,4 Nanosekunden bei 25 Grad Celsius.
Die Ausbreitungsverzögerung von HIGH nach LOW beträgt 7,7 Nanosekunden bei 25 Grad Celsius.
• 74LS32 Quad 2-Eingang
• CD4071 Quad 2-Eingang
• CD4075 Dreifacher 3-Eingang
• CD4072 Dual 4-Eingang
Logic Exclusive - ODER Gate
In diesem Beitrag werden wir uns mit dem logischen XOR-Gatter oder dem Exklusiv-ODER-Gatter befassen. Wir werden einen Blick auf die grundlegende Definition, das Symbol, die Wahrheitstabelle, das XOR-Ersatzschaltbild und die XOR-Realisierung unter Verwendung von logischen NAND-Gattern werfen und schließlich einen Überblick über das Ex-ODER-Gatter IC 7486 mit vier Eingängen geben.
In den vorherigen Beiträgen haben wir drei grundlegende Logikgatter kennengelernt: 'UND', 'ODER' und 'NICHT'. Wir haben auch gelernt, dass wir mit diesen drei Grundgattern zwei neue Logikgatter „NAND“ und „NOR“ konstruieren können.
Es gibt zwei weitere Logikgatter, obwohl diese beiden keine Basisgatter sind. Sie werden jedoch durch die Kombination der anderen Logikgatter konstruiert und ihre Boolesche Gleichung ist so wichtig und sehr nützlich, dass sie als unterschiedliche Logikgatter betrachtet wird.
Diese beiden Logikgatter sind 'Exclusive OR' -Gatter und 'Exclusive NOR'. In diesem Beitrag werden wir uns nur mit dem logischen Exklusiv-ODER-Gatter befassen.
Was ist ein 'exklusives ODER' -Tor?
Es ist ein elektronisches Gatter, dessen Ausgang 'hoch' oder '1' oder 'wahr' wird oder ein 'positives Signal' ausgibt, wenn sich die beiden Logikeingänge in Bezug zueinander unterscheiden (dies gilt nur für zwei 2 Eingänge, z -OR Tor).
Beispiel: Sagen Sie ein exklusives ODER-Gatter mit 'zwei' Eingängen. Wenn einer der Eingangspins A „HIGH“ und der Eingangspin B „LOW“ ist, wird der Ausgang „HIGH“ oder „1“ oder „true“ oder 'Positives Signal'.
Wenn beide Eingänge den gleichen Logikpegel haben, d. H. Beide Pins 'HIGH' oder beide Pins 'LOW', wird der Ausgang 'LOW' oder '0' oder 'false' oder 'negatives Signal'.
Hinweis:
Die Begriffe 'Hoch', '1', 'positives Signal', 'wahr' sind im Wesentlichen gleich (positives Signal ist das positive Signal der Batterie oder des Netzteils).
Die Begriffe 'LOW', '0', 'negatives Signal', 'falsch' sind im Wesentlichen gleich (negatives Signal ist das negative Signal der Batterie oder des Netzteils).
Abbildung des exklusiven Logik-ODER-Gatters:
Hier sind 'A' und 'B' die beiden Eingänge und das 'Y' wird ausgegeben.
Der Boolesche Ausdruck für das logische Ex-ODER-Gatter: Y = (A.) ̅B + A.B ̅
Wenn 'A' '1' und 'B' '1' ist, ist die Ausgabe (A ̅.B + A.B ̅) = 0 x 1 + 1 x 0 = '1' oder 'LOW'
Wenn 'A' '0' und 'B' '1' ist, ist die Ausgabe (A ̅.B + A.B ̅) = 1 x 1 + 0 x 0 = '1' oder 'HIGH'
Wenn 'A' '1' und 'B' '0' ist, ist die Ausgabe (A ̅.B + A.B ̅) = 0 x 0 + 1 x 1 = '1' oder 'HIGH'
Wenn 'A' '0' und 'B' '0' ist, ist der Ausgang (A B.B + A.B ̅) = 1 x 0 + 0 x 1 = '0' oder 'Niedrig'
Die obigen Bedingungen sind in der Wahrheitstabelle vereinfacht.
Wahrheitstabelle (zwei Eingaben):
| A (Eingabe) | B (EINGABE) | Y (Ausgabe) |
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
Wenn in dem obigen Ex-ODER-Gatter mit zwei Eingangslogiken die beiden Eingänge unterschiedlich sind, d. H. '1' und '0', wird der Ausgang 'HIGH'. Bei 3 oder mehr Ex-OR-Eingangslogiken oder im Allgemeinen wird der Ex-OR-Ausgang nur dann auf 'HIGH' geschaltet, wenn die ODD-Nummer der Logik 'HIGH' auf das Gate angewendet wird.
Zum Beispiel: Wenn wir ein Ex-ODER-Gatter mit 3 Eingängen haben und die Logik „HIGH“ nur auf einen Eingang anwenden (ungerade Anzahl der logischen „1“), wird der Ausgang „HIGH“. Wenn wir die Logik „HIGH“ auf zwei Eingänge anwenden (dies ist die gerade Anzahl der logischen „1“), wird der Ausgang auf „LOW“ und so weiter.
3 Exklusives ODER-Gatter eingeben:
Abbildung eines EX-OR-Gatters mit 3 Eingängen:
Wahrheitstabelle für EX-OR-Gatter mit 3 Eingangslogiken:
| A (EINGABE) | B (EINGABE) | C (EINGANG) | Y (AUSGABE) |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 1 |
Für das Ex-ODER-Gatter mit 3 Eingängen lautet die Boolesche Gleichung: A (BC) ̅ + A ̅BC ̅ + (AB) ̅C + ABC
Wie wir zuvor beschrieben haben, ist das logische 'Ex-OR' -Gatter kein grundlegendes Logikgatter, sondern eine Kombination verschiedener Logikgatter. Das Ex-ODER-Gatter kann unter Verwendung eines logischen 'ODER' -Gatters, eines logischen 'UND' -Gatters und eines logischen 'NAND' -Gatters wie folgt realisiert werden:
Ersatzschaltung für das Exklusiv-ODER-Gatter:
Das obige Design hat einen großen Nachteil. Wir benötigen 3 verschiedene Logikgatter, um ein Ex-ODER-Gatter herzustellen. Wir können dieses Problem jedoch überwinden, indem wir ein Ex-ODER-Gatter nur mit logischen NAND-Gattern implementieren. Dies ist auch wirtschaftlich herzustellen.
Exklusives ODER-Gatter mit NAND-Gatter:
Exklusive ODER-Gatter werden verwendet, um komplizierte Rechenaufgaben wie arithmetische Operationen, Volladdierer, Halbaddierer auszuführen. Sie können auch Ausführungsfunktionen bereitstellen.
Logic Exclusive OR Gate IC 7486:
Wenn Sie ein logisches Ex-ODER-Gatter vom Markt kaufen möchten, erhalten Sie die obige DIP-Konfiguration.
Es hat 14 Pins, Pin 7 und Pin 14 sind GND bzw. Vcc. Es wird mit 5V betrieben.
Ausbreitungsverzögerung:
Die Ausbreitungsverzögerung ist die Zeit, die der Ausgang benötigt, um nach der Eingabe von LOW auf HIGH und umgekehrt zu wechseln.
Die Ausbreitungsverzögerung von LOW nach HIGH beträgt 23 Nanosekunden.
Die Ausbreitungsverzögerung von HIGH nach LOW beträgt 17 Nanosekunden.
Allgemein erhältliche 'EX-OR' -Gatter-ICs:
- 74LS86 Quad 2-Eingang
- CD4030 Quad 2-Eingang
Ich hoffe, die obige ausführliche Erklärung hat Ihnen vielleicht geholfen zu verstehen, was Logikgatter sind und wie Logikgatter funktionieren, wenn Sie noch Fragen haben. Bitte drücken Sie im Kommentarbereich aus, Sie erhalten möglicherweise eine schnelle Antwort.
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