Logic Gates on yksi tärkeimmistä aiheista elektroniikassa, erityisesti digitaalisessa elektroniikassa. Logiikkaporttien käsite perustuu Boolen funktioiden käsitteeseen. Loogiset portit ottavat yhden tai useita binääriarvoja syötteenä ja palauttavat yhden binääriarvon ulostulona suoritettuaan niille loogisen laskelman. Digital Electronicsissa on saatavilla useita erilaisia ​​GATE-portteja, joista osa tunnetaan perusportteina ja osa yleisportteina.

ubuntu build välttämätön

A NAND portti kuuluu Universal-porttien luokkaan, koska NAND-portti voi toteuttaa minkä tahansa Boolen funktion ilman perusporttien apua ja myös laskea loogisten syötteiden tulokset ilman minkään muun logiikkaportin apua.

Sisällysluettelo

• Mikä on logiikkaportti?
• 
  JA portin symboli
• AND Gaten totuustaulukko
• NAND-portti transistorin suhteen
• NAND Gaten sovellukset
• NAND Gaten edut
• NAND Gaten haitat

Mikä on NAND Gate?

Logiikkaportit ovat pieni digitaalinen kytkentäpiiri, joka määrittää kahden tai useamman syötetyn Boolen funktion lähdön binäärimuodossa. Looginen 1 tarkoittaa luonteeltaan tosi tai korkeaa, kun taas looginen 0 tarkoittaa väärää tai matalaa luonteeltaan. Erilaisten loogisten operaatioiden perusteella lähtö vaihtelee. Logiikkaportissa voi olla useita tuloja, mutta lähtöjä on vain yksi. Jokaisella logiikkaportilla on oma totuustaulukko, joka edustaa kaikkia tulon ja lähdön yhdistelmiä.

NAND-portti, joka tunnetaan myös nimellä Not-AND-portti, toimii täysin AND-portin vastakohtana tai komplementtina.

AND-portin toiminta

NAND Gate ottaa Boolen arvot syötteenä ja palauttaa:

• Palauttaa 1, jos kaikki syötteet ovat 0 tai vaihtoehtoisia (eli yksi on 0 ja toinen on 1 tai päinvastoin).
• Palauttaa 0, jos kaikki syötteet ovat 1

The Boolen lauseke NAND Gate on seuraava -

Oletetaan, että meillä on kaksi tuloa, A ja B ja lähtöä kutsutaan X, niin lauseke on -

X = (A . B)'

NAND-porttien tyypit

NAND-portteja on kahta tyyppiä tulojen lukumäärän perusteella

• 2-tuloinen NAND-portti
• 3-tuloinen NAND-portti

2-tuloinen NAND-portti

Se on NAND-portin yksinkertaisin muoto, joka ottaa kaksi tuloa ja palauttaa lähdön. Niitä on 2²= 4 tulon ja lähdön yhdistelmää.

Kolmen tulon NAND-portti

Kuten nimestä voi päätellä, siinä on kolme tuloa ja vain yksi lähtö. Niitä on 2³= 8 tulon ja lähdön yhdistelmää.

JA portin symboli

Alla on NAND-portin symboli, A ja B edustavat kahta tuloa. NAND-portti suorittaa loogisen NAND-operaation tuloille. Tulosta edustaa viiva, joka ulottuu NAND-porttisymbolin alaosasta.

The totuustaulukko Kahden tulon NAND-portin ominaisuus on seuraava -

NAND-portti

AND Gaten totuustaulukko

Annetussa totuustaulukossa se palauttaa arvon 1, jos kaikki syötteet ovat 0 tai vaihtoehtoisia (eli toinen on 0 ja toinen 1 tai päinvastoin). muussa tapauksessa palauttaa 0, jos kaikki syötteet ovat 1.

3 Input NAND Gate

NAND-portti transistorin suhteen

NAND-portti on yksi digitaalisten logiikkapiirien päärakennuspalikoista. Sen toiminta voidaan selittää myös transistorien käsitteellä. Transistorit ovat eräänlainen puolijohde laitteita, joita käytetään pääasiassa elektronisten signaalien vahvistamiseen tai vaihtamiseen.

NAND-portti transistorin suhteen

Piirin toiminta

Tässä yllä olevassa kaaviossa on kaksi transistoria nimeltä Q1 ja Q2, jotka on kytketty sarjaan. Q1:n kollektoriliitin on kytketty Vcc:hen ja myös lähtöliittimeen. Q1:n emitteri on kytketty Q2:n kollektoriin, mikä tekee kytkennän sarjakonfiguraatiossa. Q2:n emitteri on kytketty maahan, joka täydentää koko piirin.

Otetaan tilanne, jossa tulot A ja B ovat 0. Tässä tapauksessa transistori toimii kytkimenä ja katkaisee yhteyden kollektorin ja emitterin välillä. Kun 5 V syöttö on PÄÄLLÄ, se saavuttaa suoraan ensimmäisen transistorin kollektoriliittimen. Kollektoriliitin on kytketty lähtöön, joten 5V syöttö menee suoraan lähtöön. Tästä syystä ulostulo on KORKEA.

NAND Gaten sovellukset

• Universal Gate: NAND-porttia kutsutaan Universal Gateksi, koska kaikki peruslogiikkaportit voidaan muodostaa niiden avulla.
• Käytetään tietojen tallentamiseen: NAND-portteja käytetään luomaan elementtejä, kuten Flip-Flops ja salvat, jotka ovat avainkomponentti tietojen tallentamisessa.
• Aritmeettinen logiikka: NAND-portteja käytetään laajalti tietokonelaitteen aritmeettisissa ja logiikkayksiköissä (ALU) suorittamaan toimintoja, kuten yhteen-, vähennys- jne.
• Käytetään dekooderissa ja enkooderissa: NAND-portteja käytetään myös dekooderi- ja enkooderipiireissä binäärikoodin muuntamiseen digitaalisten signaalien joukoksi ja päinvastoin.
• Käytetään multipleksereissä ja demultipleksereissä: NAND-portteja käytetään multipleksereissä päättämään, mikä reitti signaalin tulee kulkea saavuttaakseen yksittäisen lähdön. Demultiplekseri tekee juuri päinvastoin.
• Kellogeneraattorit: NAND-portit, joita käytetään kellogeneraattoreissa luomaan kellosignaaleja, jotka synkronoivat digitaalipiirin eri toiminnot.
• Loogiset toiminnot: NAND-portteja käytetään myös erilaisten loogisten operaatioiden toteuttamiseen.

NAND Gaten edut

• Se on universaali portti: NAND-portti on Universal Gate, joten sitä voidaan käyttää minkä tahansa peruslogiikkaportin rakentamiseen ilman muita portteja. Se voi myös ratkaista monimutkaisia ​​loogisia ongelmia.
• Yksinkertaista loogisia lausekkeita: Käyttämällä vain NAND-porttia voimme yksinkertaistaa mitä tahansa monimutkaisia ​​loogisia piirejä ja esittää ne yksinkertaisemmalla tavalla.
• Tarvitaan vähän komponentteja: NAND-portti voi edustaa mitä tahansa muuta logiikkaporttia, voimme käyttää NAND-portteja monimutkaisten loogisten lausekkeiden ratkaisemiseen, ja sen seurauksena tarvitaan pieni määrä NAND-portteja.
• Pienempi virrankulutus: Loogisten toimintojen toteuttaminen NAND-portilla kuluttaa huomattavasti vähemmän virtaa kuin muut portit.

NAND Gaten haitat

• Joustavuuden puute: Vaikka NAND on universaali portti, kaikkien logiikkapiirien toteuttaminen NAND-portilla ei välttämättä aina tuota parasta mahdollista tulosta.
• Nopeus: Joissakin tapauksissa NAND-portin käyttö saattaa johtaa etenemisviiveeseen, ja nämä loogiset lausekkeet saattavat tarvita joitakin omistettuja portteja ratkaistakseen.

Ratkaistu esimerkki NAND-portista

Toteuta annettu piiri käyttämällä NAND-porttia.

Meillä on 4 tuloa nimeltä A, B, C ja D. Tässä aiomme suorittaa NAND-portin toiminnallisuuden käyttämällä 2 AND -porttia ja 1 TAI -porttia.

Ja tuloksena olevassa osiossa käytämme kahta NAND-porttia ja 1 OR-porttia tietääksemme eron AND ate- ja NAND-portin toiminnallisuuden välillä.

Piirikaavio

Ratkaisu:

AND- ja OR-portin muuntaminen NAND-portiksi ja Boolen lausekkeen pitäminen samana.

Toteuta annettu piiri käyttämällä NAND-porttia

Tuloksena on tulos: A'B' + C'D'

NAND Gate – UKK

Miksi NAND Gatea kutsutaan Universal Gateksi?

NAND Gatea kutsutaan Universal Gateksi, koska sitä voidaan käyttää muiden peruslogiikkaporttien muodostamiseen, kuten JA TAI EI, ilman toisen portin apua.

Miten NAND-portti eroaa AND-portista?

Kun käännämme JA-portin lähdön, saamme NAND-portin. Tarkoittaa, että JA-portin tulos vain käännetään NAND-portin tapauksessa. Se on EI-AND-portin lyhyt muoto.

Kuinka looginen EI-toiminto saavutetaan NAND-portissa?

Looginen EI-toiminto suoritetaan JA-portin lähdölle. NAND-portti on AND- ja EI-portin yhdistelmä, jossa kaksi tai useampi tulo tulee AND-tuloon ja tuottaa yhden lähdön, joka sitten syötetään EI-porttiin, joka tuottaa lähdön komplementin.