與門(英語:AND gate)又稱“與電路”、邏輯“積”、邏輯“與”電路。是執行“與”運算的基本邏輯門電路。有多個輸入端,一個輸出端。當所有的輸入同時為高電平(邏輯1)時,輸出才為高電平,否則輸出為低電平(邏輯0)。
中文名:與門
外文名:AND gate
含 義:所有條件必須具備。
表達式:F=A·B
所屬范圍:邏輯門
別 名:與電路、邏輯積、邏輯與電路
功 能:執行“與”運算的基本邏輯門電路
應用學科:物理等
適用領域:電路、邏輯等
基本功能
與門是實現邏輯“乘”運算的電路,有兩個以上輸入端,一個輸出端(一般電路都只有一個輸出端,ECL電路則有二個輸出端)。只有當所有輸入端都是高電平(邏輯“1”)時,該電路輸出才是高電平(邏輯“1”),否則輸出為低電平(邏輯“0”)。 其二輸入與門的數學邏輯表達式:Y = AB,對應的真值表如下:
邏輯符號
與門有3種邏輯符號,包括:形狀特征型符號(ANSI/IEEEStd 91-1984)、IEC矩形國標符號(IEC 60617-12)、DIN符號(DIN 40700)。
實現
與門的實現方法包括使用CMOS邏輯、NMOS邏輯、PMOS邏輯以及二極管實現等。
以二極管實現為例,與門的實現原理為:
如圖:為二極管與門電路,Vcc = 5v,R1 = 3K9, 假設3v及以上代表高電平,0.7及以下代表低電平,
下面根據圖中情況具體分析一下,
1. Ua=Ub=0v時,D1,D2正向偏置,兩個二極管均會導通,此時Uo為電位為0.7v.,輸出為低電平
2.當Ua,Ub一高一低時,不妨假設Ua = 3v,Ub = 0v,這時我們不妨先從D2開始分析,
D2會導通,導通后D2壓降將會被限制在0.7v,那么D1由于右邊是0.7v左邊是3v所以會反向偏置而截止,因此最后Uo為0.7v低電平輸出,這里也可以從D1開始分析,如果D1導通,那么Uo應當為3.7v,
此時D2將導通,那么D2導通,壓降又會變回0.7,最終狀態Uo仍然是0.7v.輸出低電平,此時D1馬上截止。
3. Va=Vb=3v,這個情況很好理解, D1,D2都會正偏,Uy被限定在3.7V.
總結(借用個定義):通常二極管導通之后,如果其陰極電位是不變的,那么就把它的陽極電位固定在比陰極高0.7V的電位上;如果其陽極電位是不變的,那么就把它的陰極電位固定在比陽極低0.7V的電位上,人們把導通后二極管的這種作用叫做鉗位。(特別說明:壓差大的二極管先導通,先鉗位,先導通的二極管具有電路控制權)
集成電路
與門是基本的邏輯門,因此在TTL和CMOS集成電路中都是可以使用的。標準的74系列CMOS集成電路有74X08、74X09(OC),包含四個獨立的2輸入與門;74X11,包含三個獨立的3輸入與門;74X21,包含兩個獨立的4輸入與門。CD4000系列集成電路有:CD4081,包含四個2輸入端與門;CD4082,包含兩個4輸入端與門。 引腳分配如下: