一、邏輯門(mén)電路的概念

邏輯門(mén)電路是一種電路設(shè)計(jì)，用于處理數(shù)字信號(hào)（僅包括0和1）。 它們使用邏輯門(mén)來(lái)執(zhí)行不同的邏輯操作，如與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)、異或門(mén)等，這些門(mén)基于布爾代數(shù)。 邏輯門(mén)電路通常使用晶體管、集成電路或其他電子元件實(shí)現(xiàn)。

邏輯門(mén)電路可以用于數(shù)字電路、計(jì)算機(jī)、通信和控制系統(tǒng)等領(lǐng)域。 在數(shù)字電路中，邏輯門(mén)電路用于處理和操作數(shù)字信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)不同的功能和任務(wù)。 在計(jì)算機(jī)中，邏輯門(mén)電路構(gòu)成了計(jì)算機(jī)的基本組成部分，用于執(zhí)行算法和程序。 在通信和控制系統(tǒng)中，邏輯門(mén)電路用于解碼、編碼、調(diào)制、解調(diào)等操作。

二、幾種常見(jiàn)門(mén)電路的實(shí)現(xiàn)

1. 非門(mén)

非門(mén)是一種基本的邏輯門(mén)電路，也稱(chēng)為反相器（Inverter）。 它只有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，當(dāng)輸入為1時(shí)，輸出為0； 當(dāng)輸入為0時(shí)，輸出為1。 非門(mén)的輸出與輸入相反，因此得名反相器。

（1）原理圖

（2）仿真：

2. 與非門(mén)

與非門(mén)也稱(chēng)為NAND門(mén)。 它有兩個(gè)或多個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。 當(dāng)所有輸入均為1時(shí)，輸出為0； 否則輸出為1。
與非門(mén)可以看作是與門(mén)和非門(mén)的組合，即先對(duì)所有輸入進(jìn)行與操作，然后對(duì)結(jié)果進(jìn)行反相操作。

（1）mos管電路：

（2）仿真結(jié)果：

（3）真值表：

3. 與門(mén)

與門(mén)（AND gate）是數(shù)字電路中最基本的邏輯門(mén)之一，其輸入為兩個(gè)或更多個(gè)布爾邏輯變量，輸出結(jié)果為這些輸入變量的邏輯乘積。 當(dāng)且僅當(dāng)所有輸入都為1時(shí)，輸出才為1； 否則輸出為0。

（1）三極管實(shí)現(xiàn)方式

在這個(gè)電路中，兩路二極管同時(shí)輸入高電平時(shí)，2個(gè)二極管正偏，輸出限定在3.7V高電平 。
兩個(gè)輸入一高一低時(shí)，最終輸出鉗位在0.7V。
當(dāng)兩個(gè)都輸入低電平時(shí)，兩個(gè)二極管都導(dǎo)通 ，輸出為低電平。

邏輯分析儀上得到相同結(jié)果。 但是在電平轉(zhuǎn)換時(shí)，輸出會(huì)有一瞬間錯(cuò)誤的高電平狀態(tài)。

（2）mos管實(shí)現(xiàn)

與門(mén)在與非門(mén)的基礎(chǔ)上加了非門(mén)電路：

仿真結(jié)果：

這里通道1、3是輸入，通道2是輸出，可以看出1、3高的時(shí)候，輸出2是高。 其它情況下，輸出都是低。

（3）真值表

4. 或非門(mén)

（1）mos管電路

一個(gè)CMOS NOR門(mén)電路使用四個(gè)絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管，與NAND門(mén)電路一樣，只是晶體管的排列方式不同。 與兩個(gè)并聯(lián)的源極（上）晶體管連接到Vdd和兩個(gè)串聯(lián)的匯極（下）晶體管連接到地不同，NOR門(mén)使用兩個(gè)串聯(lián)的源極晶體管和兩個(gè)并聯(lián)的匯極晶體管。

（2）仿真

這個(gè)電路在電平轉(zhuǎn)換的時(shí)候仿真有點(diǎn)問(wèn)題。

（3）真值表

5. 或門(mén)

（1）mos管電路

或門(mén)使用了或非門(mén)+非門(mén)：

（2）仿真結(jié)果

（3）真值表