基本邏輯門電路

一、二極管與門及或門電路

1.與門電路

　　當(dāng)門電路的輸入與輸出量之間能滿足與邏輯關(guān)系時(shí)，則稱這樣的門電路為與門電路。
　　下圖表示由半導(dǎo)體二極管組成的與門電路，右邊為它的代表符號(hào)
。

　　圖中A、B、C為輸入端，L為輸出端。輸入信號(hào)為+5V或0V。

下面分析當(dāng)電路的輸入信號(hào)不同時(shí)的情況：
　?。?）若輸入端中有任意一個(gè)為0時(shí)，例如V_A=0V，而V_A=V_B=+5V時(shí)
，D₁導(dǎo)通，從而導(dǎo)致L點(diǎn)的電壓V_L被鉗制在0V。此時(shí)不管D₂、D₃的狀態(tài)如何都會(huì)有V_L≈0V（事實(shí)上D₂、D₃受反向電壓作用而截止）。
　　由此可見，與門幾個(gè)輸入端中，只有加低電壓輸入的二極管才導(dǎo)通，并把L鉗制在低電壓（接近0V） ，而加高電壓輸入的二極管都截止。
　?。?）輸入端A、B、C都處于高電壓+5V ，這時(shí)，D₁、D₂、D₃都截止，所以輸出端L點(diǎn)電壓V_L=+V_CC，即V_L=+5V。
　　如果考慮輸入端的各種取值情況，可以得到下表

　　將表中的+5V用1代替，則可得到真值表：

　　由表中可見該門電路滿足與邏輯關(guān)系，所以這是一種與門。輸入變量A、B、C與輸出變量L只間的關(guān)系滿足邏輯表達(dá)式。

2.或門電路

對(duì)上圖所示電路可做如下分析：
　?。?）輸入端A、B、C都為0V時(shí)，D₁、D₂、D₃兩端的電壓值均為0V
，因此都處于截止?fàn)顟B(tài)，從而V_L=0V；
　　（2）若A、B、C中有任意一個(gè)為+5V，則D₁、D₂、D₃中有一個(gè)必定導(dǎo)通。我們注意到電路中L點(diǎn)與接地點(diǎn)之間有一個(gè)電阻，正是該電阻的分壓作用，使得V_L處于接近+5V的高電壓（扣除掉二極管的導(dǎo)通電壓）
，D₂、D₃受反向電壓作用而截止，這時(shí) V_L≈+5V。
　　用真值表將所有情況羅列如下：

　　由表中可見A、B、C與L之間滿足或邏輯關(guān)系，即有：。

二、非門電路——BJT反相器

　　上圖表示一基本反相器電路及其邏輯符號(hào)。下圖則是其傳輸特性
，圖中標(biāo)出了BJT的三個(gè)工作區(qū)域。對(duì)于飽和型反相器來說 ，輸入信號(hào)必須滿足下列條件：邏輯0：V_iV₁　邏輯1：V_i>V₂

由傳輸特性可見：
　　當(dāng)輸入為邏輯０時(shí)，BJT將截止，輸出電壓將接近于V_CC，即邏輯１。
　　當(dāng)輸入為邏輯１時(shí)，BJT將飽和導(dǎo)通，輸出電壓約為0.2～0.3V，即為邏輯０。
　　可見反相器的輸出與輸入量之間的邏輯關(guān)系是非邏輯關(guān)系。
　　雖然利用以上基本的與、或、非門，可以實(shí)現(xiàn)與、或、非三種邏輯運(yùn)算。但是由于它們的輸出電阻比較大，帶負(fù)載的能力差，開關(guān)性能也不理想，因此基本的與、或、非門不具有實(shí)用性。解決的辦法之一是采用二極管與三極管門的組合，組成與非門、或非門，也就是所謂的復(fù)合門電路。與非門和或非門在負(fù)載能力 、工作速度和可靠性方面都大為提高，是邏輯電路中最常用的基本單元。下圖給出了復(fù)合門電路的一個(gè)例子及其邏輯符號(hào)和邏輯表達(dá)式。

　　下面將要介紹的是一些切實(shí)可用的邏輯門電路。