Was sind Logikgatter?


Antwort 1:

Von den Schultagen an wurden über die wichtigsten 4 Rechenfunktionen Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division unterrichtet. Aber wir verwenden neben dieser arithmetischen Funktion auch wenige logische Funktionen im täglichen Leben. Wenn jemand im Raum ist, schalten Sie das Licht ein, andernfalls schalten Sie das Licht ein. Wenn 1

ODER

mehr Leute sind da, mach das Licht an. Hier verwenden wir die ODER-Funktion. Dies ist eine logische Funktion. Keine Arithmetik. Genauso sagen wir, wenn Person A.

UND

Person B kommt und startet den Bus. Hier verwenden wir die UND-Funktion. Endlich NICHT funktionieren. Wenn das Klima kalt ist, tun Sie es

NICHT

Schalten Sie die Klimaanlage ein. Hier verwenden wir die NOT-Funktion. Wenn Sie alle logischen Operationen bemerken, die wir ausführen, basieren sie auf den obigen drei Funktionen AND, OR und NOT.

Die Mathematiker leiteten arithmetische Funktionen mithilfe der Funktionen AND, OR und NOT ab, und die Ingenieure konnten die logischen Funktionen physisch implementieren. Dies ist der Start von Computer. Versuchen wir, logische Funktionen anhand der Grundlagen zu verstehen. Diese logischen Funktionen wurden unter Verwendung mechanischer Komponenten, magnetischer Komponenten, optischer Komponenten und elektronischer Komponenten implementiert. Diese logischen Funktionen gelten also nicht nur für die Elektronik. Aufgrund der Miniaturisierung implementieren wir heute hauptsächlich Logikfunktionen mit Transistoren (einer elektronischen Komponente). Elektronik ist der Steuerungsteil von Elektrik. Beginnen wir also mit der Diskussion über Logikgatter aus einfachen elektrischen Schaltkreisen, an denen V, I und R beteiligt sind.

V = I x R (Ohmsches Gesetz)

Teilen wir nun den Widerstand in ZWEI, R1 und R2 auf.

V = I * RR = R1 + R2

Berechnen wir nun die Spannung über jedem Widerstand V1 = I * R1V2 = I * R2V = V1 + V2

Also ist V2 = V - V1 V1 = I * R1

Lassen Sie uns nun einen gemeinsamen Punkt einführen. In diesem Fall wird angenommen, dass der Minuspol der Batterie ein gemeinsamer Punkt ist

Da Masse ein gemeinsamer Punkt ist, können wir den Stromkreis aufteilen. Muss nicht erforderlich sein, um die Erdungsanschlüsse anzuzeigen

Jetzt wird auch der Spannungsanschluss aufgeteilt. Da wir das Etikett V verwenden, ist es nicht erforderlich, die Spannungsverbindungen anzuzeigen

Im Allgemeinen wird die Spannungsquelle in Schaltkreisen nicht angezeigt.

Für V1 und V2 gibt es 2 Punkte. Aber Vo hat nur einen Punkt, wie man Vo misst. Wenn im Stromkreis nur ein Punkt erwähnt wird, wird angenommen, dass die anderen Punkte Masse sind

In diesem Fall ist Vo gleich V2.

Wenn V und V1 bekannt sind, ist Vo = V - V1

Wenn V, I, R1 bekannt sind, dann ist Vo = V - I * R1

Ersetzen wir nun den unteren Widerstand (R2) durch einen Schalter

Wenn der Schalter ausgeschaltet ist, fließt kein Strom.

also I = 0.

Vo = V - I * R1Vo = V - 0 * R1Vo = V - 0Vo = V = 5V

Wenn der Schalter eingeschaltet ist, entspricht Vo dem Erdungspotential. Die Differenz zwischen Vo und Masse ist also Null.

Vo = 0 V.

Die Schalter sind einfache elektrische Schalter. Wir steuern sie manuell.

Lassen Sie uns nun diese manuellen Schalter durch automatische Schalter ersetzen. dh die durch Spannung gesteuerten Schalter. Wenn die Steuerspannung 5 V beträgt, ist der Schalter eingeschaltet

Wenn die Steuerspannung 0 V beträgt, ist der Schalter eingeschaltet

Dieser automatische Schalter ist nichts als Transistor. Wenn wir also den Transistor im CUT-OFF-Modus betreiben, fungiert der Transistor als Schalter im AUS-Zustand.

Wenn wir den Transistor im Sättigungsmodus betreiben, fungiert der Transistor als Schalter im EIN-Zustand. Da wir den Transistor als Schalter verwenden, zeigen wir sie in unseren weiteren Diskussionen nur als Schalter im Diagramm.

Verwenden wir nun diese Transistorschalter in Kombinationen, um einige logische Funktionen abzuleiten. In diesem Fall haben wir zwei Eingänge und einen Ausgang.

Wenn beide Eingänge 0 V sind, ist der Ausgang 0 V.

Wenn die Eingänge 0 V und 5 V sind, ist der Ausgang 0 V.

Wenn die Eingänge 5 V und 0 V sind, ist der Ausgang 0 V.

Wenn die Eingänge 5 V und 5 V sind, beträgt der Ausgang 5 V.

Lassen Sie uns nun alle 4 Bedingungen in einer Tabelle zusammenfassen.

Da wir nur zwei Spannungspegel haben, erwähnen wir sie auch als o und 1. o steht für 0 V und 1 für 5 V.

Anstatt die gesamte Schaltung zu zeigen, zeichnen wir sie als Symbol. Hier haben wir gezeigt, was sich im Symbol befindet.

Nur wenn beide Eingänge A UND B 1 sind, ist der Ausgang 1. Diese Logikfunktion heißt also UND-Funktionen. Das Symbol wird unten angezeigt.

Lassen Sie uns nun die anderen Arten von Schalterkombinationen sehen

Wenn beide Eingänge 0 V sind, ist der Ausgang 0 V.

Wenn die Eingänge 0 V und 5 V sind, beträgt der Ausgang 5 V.

Wenn die Eingänge 5 V und 0 V sind, ist der Ausgang 0 V.

Wenn die Eingänge 5 V und 5 V sind, ist der Ausgang 0 V.

Lassen Sie uns nun alle 4 Bedingungen in einer Tabelle zusammenfassen.

Da wir nur zwei Spannungspegel haben, erwähnen wir sie auch als o und 1. o steht für 0 V und 1 für 5 V.

Anstatt die gesamte Schaltung zu zeigen, zeichnen wir sie als Symbol. Hier haben wir gezeigt, was sich im Symbol befindet.

Wenn einer der Eingänge A ODER B 1 ist, ist der Ausgang 1. Diese Logikfunktion wird also als ODER-Funktionen bezeichnet. Das Symbol wird unten angezeigt.

Lassen Sie uns nun die andere Art der Switch-Verwendung sehen.

Wenn der Eingang 0 V ist, ist der Ausgang 5 V.

Wenn der Eingang 5 V ist, ist der Ausgang 0 V.

Lassen Sie uns nun beide Bedingungen in einer Tabelle zusammenfassen.

Da wir nur zwei Spannungspegel haben, erwähnen wir sie auch als o und 1. o steht für 0 V und 1 für 5 V.

Anstatt die gesamte Schaltung zu zeigen, zeichnen wir sie als Symbol. Hier haben wir gezeigt, was sich im Symbol befindet.

Die Ausgabe ist die Inversion der Eingabe. Diese Funktion heißt also INVERTER. Das Symbol wird unten angezeigt.

Diese drei Logikfunktionen AND, OR, Inverter werden auch als Logikgatter bezeichnet, wenn wir einen Transistor verwenden. Wenn ein Transistor im Abschalt- oder Sättigungsmodus arbeitet, wird er als GATE bezeichnet. Daher nennen wir diese Logikfunktionen auch Logikgatter.

UND-Logikfunktion - UND-Gatter ODER-Logikfunktion - ODER-Gatter Wechselrichter-Logikfunktion - NICHT Gatter.

Das AND- und OR-GATE kann eine beliebige Anzahl von Eingängen und nur einen Ausgang haben. Das NOT-Gatter hat nur einen Eingang und einen Ausgang.

Die drei Logik-GATEs sind die Grundlagen des Computers. Obwohl sie sehr einfach aussehen, erfüllen sie Wunderfunktionen in Computern. Lassen Sie uns die Verwendung dieser Tore in einer anderen Antwort sehen.