門電路是實現一定邏輯關係的電路與門或門非門與非門或非門異或門

最基本的邏輯關係是與、或、非,最基本的邏輯門是與門、或門和非門。

實現“與”運算的叫 與門,實現“或”運算的叫 或門,實現“非”運算的叫非門,也叫做反相器,等等。

邏輯門是在集成電路(也稱:集成電路)上的基本組件

邏輯門可以用電阻、電容、二極管、三極管等分立原件構成,成為分立元件門。也可以將門電路的所有器件及連接導線製作在同一塊半導體基片上,構成集成邏輯門電路

簡單的邏輯門可由晶體管組成。這些晶體管的組合可以使代表兩種信號的高低電平在通過它們之後產生高電平或者低電平的信號

高、低電平可以分別代表邏輯上的“真”與“假”或二進制當中的1和0,從而實現邏輯運算。常見的邏輯門包括“與”門,“或”門,“非”門,“異或”門(也稱:互斥或)等等。

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邏輯門可以組合使用實現更為複雜的邏輯運算

邏輯門電路是數字電路中最基本的邏輯元件。所謂門就是一種開關,它能按照一定的條件去控制信號的通過或不通過。門電路的輸入和輸出之間存在一定的邏輯關係(因果關係),所以門電路又稱為邏輯門電路。基本邏輯關係為“與”、“或”、“非”三種。邏輯門電路按其內部有源器件的不同可以分為三大類。第一類為雙極型晶體管邏輯門電路,包括TTL、ECL電路和I2L電路等幾種類型;第二類為單極型MOS邏輯門電路,包括NMOS、PMOS、LDMOS、VDMOS、VVMOS、IGT等幾種類型;第三類則是二者的組合BICMOS門電路。常用的是CMOS邏輯門電路。

1、TTL全稱Transistor-Transistor Logic,即BJT-BJT邏輯門電路,是數字電子技術中常用的一種邏輯門電路,應用較早,技術已比較成熟。TTL主要有BJT(Bipolar Junction Transistor 即雙極結型晶體管,晶體三極管)和電阻構成,具有速度快的特點。最早的TTL門電路是74系列,後來出現了74H系列,74L系列,74LS,74AS,74ALS等系列。但是由於TTL功耗大等缺點,正逐漸被CMOS電路取代。 TTL門電路有74(商用)和54(軍用)兩個系列,每個系列又有若干個子系列。TTL電平信號被利用的最多是因為通常數據表示採用二進制規定,+5V等價於邏輯“1”,0V等價於邏輯“0”,這被稱做TTL(晶體管-晶體管邏輯電平)信號系統,這是計算機處理器控制的設備內部各部分之間通信的標準技術。

TTL電平信號對於計算機處理器控制的設備內部的數據傳輸是很理想的,首先計算機處理器控制的設備內部的數據傳輸對於電源的要求不高以及熱損耗也較低,另外TTL電平信號直接與集成電路連接而不需要價格昂貴的線路驅動器以及接收器電路;再者,計算機處理器控制的設備內部的數據傳輸是在高速下進行的,而TTL接口的操作恰能滿足這個要求。TTL型通信大多數情況下,是採用並行數據傳輸方式,而並行數據傳輸對於超過10英尺的距離就不適合了。這是由於可靠性和成本兩面的原因。因為在並行接口中存在著偏相和不對稱的問題,這些問題對可靠性均有影響。

2、CMOS邏輯門電路功耗極低,成本低,電源電壓範圍寬,邏輯度高,抗干擾能力強,輸入阻抗高,扇出能力強。

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邏輯門電路

邏輯門電路按其集成度又可分為:SSI(小規模集成電路,每片組件包含10~20個等效門)。MAI(中規模集成電路,每個組件包含20~100個等效門)。LAI(大規模集成電路,每組件內含100~1000個等效門)。VLSI(超大規模集成電路,每片組件內含1000個以上等效門)。常用的MOS門電路有NMOS,PMOS,CMOS,LDMOS,VDMOS等5種。用N溝通增強型場效應管構成的邏輯電路稱為NMOS電路;用P溝道場效應管構成的邏輯電路稱為PMOS電路;CMOS電路則是NMOS和PMOS的互補型電路,用橫向雙擴散MOS管構成的邏輯電路稱為LDMOS電路;用垂直雙擴散MOS管構成的邏輯電路稱為VDMOS電路。

3、ECL(Emitter Coupled Logic)即發射極耦合邏輯電路,也稱電流開關型邏輯電路。它是利用運放原理通過晶體管射極耦合實現的門電路。在所有數字電路中,它工作速度最高,其平均延遲時間tpd可小至1ns。ECL電路是由一個差分對管和一對射隨器組成的,所以輸入阻抗大,輸出阻抗小,驅動能力強,信號檢測能力高,差分輸出,抗共模干擾能力強。但是由於單元門的開關管對是輪流導通的,對整個電路來講沒有“截止”狀態,所以電路的功耗較大


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