非門

非門

非門(英文:NOT gate)又稱非電路、反相器、倒相器、邏輯否定電路,簡稱非門,是邏輯電路的基本單元。非門有一個輸入和一個輸出端。當其輸入端為高電平(邏輯1)時輸出端為低電平(邏輯0),當其輸入端為低電平時輸出端為高電平。也就是說,輸入端和輸出端的電平狀態總是反相的。非門的邏輯功能相當於邏輯代數中的非,電路功能相當於反相,這種運算亦稱非運算。

基本介紹

  • 中文名:非門
  • 外文名:NOT gate
  • 別稱:反相器、非電路、倒相器、邏輯否定電路
  • 套用學科:物理等
  • 適用領域範圍:電路、邏輯等
  • 功能:實現邏輯非的功能
基本功能,邏輯符號,實現,CMOS邏輯:,TTL邏輯:,積體電路,

基本功能

實現邏輯代數非的功能,即輸出始終和輸入保持相反。當輸入端為高電平(邏輯“1”)時,輸出端為低電平(邏輯“0”);反之,當輸入端為低電平(邏輯“0”)時,輸出端則為高電平(邏輯“1”)。非門的數學邏輯表達式為:F=
,其真值表如下所示:
非門的真值表
輸入A輸出Y
0
1
1
0

邏輯符號

非門共有3種邏輯符號:形狀特徵型符號(ANSI/IEEEStd 91-1984)、IEC矩形國標符號(IEC 60617-12)和DIN符號(DIN 40700),分別如下圖所示:
非門
非門
非門
形狀特徵型符號(ANSI/IEEEStd 91-1984)
IEC矩形國標符號(IEC 60617-12)
DIN符號(DIN 40700)

實現

非門(反相器)通常採用CMOS邏輯和TTL邏輯,也可以通過NMOS邏輯、PMOS邏輯等來實現。
非門
非門
非門
CMOS反相器
NMOS反相器
PMOS反相器

CMOS邏輯:

兩管的柵極相連作為輸入端,兩管的漏極相連作為輸出端。TN的源極接地,TP的源極接電源。為了保證電路正常工作,VDD需要大於TN管開啟電壓VTN和TP管開啟電壓VTP的絕對值的和,即UDD>UTN+ |UTP|。當Ui=0V時,TN截止,TP導通,UoUDD為高電平;當Ui=UDD時,TN導通,TP止,Uo≈0V為低電平。因此實現了邏輯非的功能。

TTL邏輯:

TTL反相器由三部分組成,包括輸入級、倒相級、輸出級組成。由於輸入和輸出均為三極體結構,因此也成為三極體-三極體邏輯電路。其結構如圖所示。
非門
TTL反相器

積體電路

非門是基本的邏輯門,因此在TTLCMOS積體電路中都是可以使用的。標準的積體電路有74X04和CD4049。74X04TTL晶片有14個引腳,4049CMOS晶片有16個引腳,兩種晶片都各有2個引腳用於電源供電/基準電壓,12個引腳用於6個反相器的輸入和輸出(4049有2個引腳懸空)。
在數字電路中最具代表性的CMOS非門積體電路是CD4069。

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