門(mén)電路是數(shù)字電路中最基本的邏輯單元。 它可以使輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間產(chǎn)生一定的邏輯關(guān)系。 在數(shù)字電路中，信號(hào)大都是用電位(電平)高低兩種狀態(tài)表示，利用門(mén)電路的邏輯關(guān)系可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的轉(zhuǎn)換。

最基本的門(mén)電路有與門(mén)電路，或門(mén)電路，非門(mén)電路等。

與門(mén)電路

與門(mén)電路是指只有在一件事情的所有條件都具備時(shí)，事情才會(huì)發(fā)生。

與門(mén)電路的基本結(jié)構(gòu)和邏輯符號(hào)見(jiàn)下圖：

在與門(mén)電路功能示意圖中，只有在開(kāi)關(guān)A和B都閉合時(shí)，燈才會(huì)亮，如果A和B中任意一個(gè)處于開(kāi)路狀態(tài)，燈就不會(huì)亮。

與門(mén)電路的真值表見(jiàn)下圖：

一般情況下，最簡(jiǎn)單的與門(mén)電路可以用二極管和電阻器組成。

由二極管和電阻器構(gòu)成的與門(mén)電路見(jiàn)下圖：

圖中A，B為兩個(gè)輸入變量，F(xiàn)為輸出變量，當(dāng)A,B均為高電平，F(xiàn)為高電平，A,B只要有一個(gè)為低電平，F(xiàn)就為低電平。

或門(mén)電路

或門(mén)電路是指只要有一個(gè)或一個(gè)以上條件滿足時(shí)，事情就會(huì)發(fā)生。

或門(mén)電路的基本結(jié)構(gòu)和邏輯符號(hào)見(jiàn)下圖：

上圖中，只要開(kāi)關(guān)A,B中有一個(gè)閉合，電流就能通過(guò)開(kāi)關(guān)進(jìn)入燈，燈點(diǎn)亮，只有兩個(gè)開(kāi)關(guān)都斷開(kāi)，燈才不會(huì)亮。

或門(mén)電路真值表見(jiàn)下圖：

同與門(mén)電路一樣，最簡(jiǎn)單的或門(mén)電路也是由二極管和電阻器構(gòu)成的。

見(jiàn)下圖：

圖中A，B為兩個(gè)輸入變量，F(xiàn)為輸出變量。 當(dāng)A,B均為低電平，F(xiàn)才為低電平，A,B只要有一個(gè)為高電平，或兩個(gè)都為高電平，F(xiàn)為高電平。

非門(mén)電路

非門(mén)電路又叫“否”運(yùn)算，也稱(chēng)求“反”運(yùn)算，因此非門(mén)電路又稱(chēng)為反相器。

非門(mén)電路的基本結(jié)構(gòu)和邏輯符號(hào)見(jiàn)下圖：

在非門(mén)電路中，當(dāng)開(kāi)關(guān)A閉合時(shí)，電路短路，燈F不亮; 如果開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，燈亮。

非門(mén)電路的真值表見(jiàn)下圖。

最基本的非門(mén)電路是利用晶體三極管的開(kāi)關(guān)特性構(gòu)成的。 可以實(shí)現(xiàn)非邏輯關(guān)系。

由晶體三極管和外圍元件組成的非門(mén)電路如下：

上圖中，A為輸入變量，Y為輸出變量，利用晶體三極管的反相放大特性，當(dāng)A為低電平，三極管截止，輸出端Y為高電平。 當(dāng)輸入高電平，三極管處于飽和區(qū)，輸出端Y為低電平。

利用非門(mén)電路構(gòu)成的反相器主要有三種，有DTL型、TTL型和C-MOS等，如下圖所示。

門(mén)電路符號(hào)中，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別見(jiàn)下圖：

與非門(mén)和或非門(mén)分別是由與門(mén)+非門(mén); 或門(mén)+非門(mén)組合而成，在數(shù)字電路中也很常見(jiàn)。

門(mén)電路應(yīng)用實(shí)例

警笛信號(hào)發(fā)生器電路

警笛信號(hào)發(fā)生器電路一般用于報(bào)警電路中，通過(guò)高音和低音的交換發(fā)聲，起到警示作用。

由六個(gè)非門(mén)電路組成的警笛信號(hào)發(fā)生器電路如下圖：

非門(mén)1、2組成超低頻脈沖振蕩器，非門(mén)3、4組成高音振蕩器，非門(mén)5、6組成低音振蕩器。 超低頻脈沖振蕩器的輸出通過(guò)二極管VD1，VD2控制高、低音振蕩器輪流發(fā)聲，振蕩信號(hào)分別經(jīng)VD3，VD4由半導(dǎo)體三極管VT1放大后推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。

觸摸鍵控電路

觸摸鍵控電路是一種利用人手觸摸金屬觸摸鍵，從而起到控制電路通斷的作用。

見(jiàn)下圖：

該電路主要由觸摸金屬板M，與非門(mén)電路1-4，繼電器K，電池等部分構(gòu)成。

觸摸金屬板用于輸入指令，4個(gè)與非門(mén)電路用于將輸入的指令識(shí)別和處理，繼電器為指令輸出控制端負(fù)載。

當(dāng)手觸摸金屬板時(shí)，C1上的充電電荷將通過(guò)人體電阻加到與非門(mén)2的輸入端，使其成為高電平，最后使與非門(mén)3、4輸出高電平，VT1，VT2導(dǎo)通，繼電器吸和，控制負(fù)載工作。

由于與非門(mén)1和與非門(mén)2之間通過(guò)電阻R2相連，所以由C1提供給與非門(mén)2輸入端的高電平將保持下去，即使手離開(kāi)金屬板，電路仍會(huì)保持這一狀態(tài)，直到金屬板再次被觸摸為止。

繼電器吸合時(shí)，與非門(mén)1的輸入端為低電平，C1通過(guò)R1及與非門(mén)1放電到0V左右。

當(dāng)金屬板再次受到觸摸，C1上的0V電壓經(jīng)人體電阻加到與非門(mén)2的輸入端，使電路又恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)，即VT1，VT2截止，繼電器斷開(kāi)。

審核編輯：湯梓紅