非门,与非门,或非门

发布网友发布时间：2024-10-03 03:12

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热心网友时间：2024-11-30 11:45

在学习模拟电子学或数字电子学时，一个常见的疑惑是：为什么逻辑运算的基础不是“与”或“或”，而是“非”逻辑，如与非门和或非门呢？答案在于非逻辑的电路设计更为直观和易于实现。

让我们回顾一下互补金属氧化物半导体（CMOS）的基本构造，它由源极S、漏极D和栅极G组成，类似于一个开关。通过控制栅极电压，CMOS可以控制电流在DS之间的流动。在CMOS中，N沟道和P沟道场效应管（NMOS和PMOS）形成非门的结构：当输入A为1时，输出Q与地（VSS）接通，Q为0；而当A为0时，Q与电源（VDD）接通，Q为1。这就是非门的逻辑表达。

与非门和或非门的构造有所不同。与非门由两个PMOS并联和两个NMOS串联组成，当所有输入都为1时，输出与地相连，为低电平；只要有一个输入为0或多个输入组合中有0，输出就会保持高阻，这正是“与”的反面。同样，或非门的逻辑结构与之类似，通过并联和串联实现“或”的反面。

多输入的与非门和或非门扩展原理也是一致的，比如三个输入的与非门，就是三个P沟道MOS管并联，三个N沟道MOS管串联。这显示了非门在电路设计中的基础地位和灵活性。