数字电路1 逻辑门电路及常见门电路实现

一、逻辑门电路的概念

逻辑门电路是一种电路设计，用于处理数字信号（仅包括0和1）。它们使用逻辑门来执行不同的逻辑操作，如与门、或门、非门、异或门等，这些门基于布尔代数。逻辑门电路通常使用晶体管、集成电路或其他电子元件实现。

逻辑门电路可以用于数字电路、计算机、通信和控制系统等领域。在数字电路中，逻辑门电路用于处理和操作数字信号，从而实现不同的功能和任务。在计算机中，逻辑门电路构成了计算机的基本组成部分，用于执行算法和程序。在通信和控制系统中，逻辑门电路用于解码、编码、调制、解调等操作。

二、几种常见门电路的实现

1. 非门

非门是一种基本的逻辑门电路，也称为反相器（Inverter）。它只有一个输入端和一个输出端，当输入为1时，输出为0；当输入为0时，输出为1。非门的输出与输入相反，因此得名反相器。

（1）原理图

（2）仿真：

2. 与非门

与非门也称为NAND门。它有两个或多个输入端和一个输出端。当所有输入均为1时，输出为0；否则输出为1。与非门可以看作是与门和非门的组合，即先对所有输入进行与操作，然后对结果进行反相操作。

（1）mos管电路：

（2）仿真结果：

（3）真值表：

A

B

输出

0

0

1

0

1

1

1

0

1

1

1

0

3. 与门

与门（AND gate）是数字电路中最基本的逻辑门之一，其输入为两个或更多个布尔逻辑变量，输出结果为这些输入变量的逻辑乘积。当且仅当所有输入都为1时，输出才为1；否则输出为0。

（1）三极管实现方式

在这个电路中，两路二极管同时输入高电平时，2个二极管正偏，输出限定在3.7V高电平 。两个输入一高一低时，最终输出钳位在0.7V。当两个都输入低电平时，两个二极管都导通 ，输出为低电平。

逻辑分析仪上得到相同结果。但是在电平转换时，输出会有一瞬间错误的高电平状态。

（2）mos管实现

与门在与非门的基础上加了非门电路：

仿真结果：

这里通道1、3是输入，通道2是输出，可以看出1、3高的时候，输出2是高。其它情况下，输出都是低。

（3）真值表

A

B

输出

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

4. 或非门

（1）mos管电路

一个CMOS NOR门电路使用四个绝缘栅场效应晶体管，与NAND门电路一样，只是晶体管的排列方式不同。与两个并联的源极（上）晶体管连接到Vdd和两个串联的汇极（下）晶体管连接到地不同，NOR门使用两个串联的源极晶体管和两个并联的汇极晶体管。

（2）仿真

这个电路在电平转换的时候仿真有点问题。

（3）真值表

A

B

输出

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

1

0

5. 或门

（1）mos管电路

或门使用了或非门+非门：

（2）仿真结果

（3）真值表

A

B

输出

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

我们熟知的NAND闪存，还有个“双胞胎兄弟”

【IT168 评论】无论消费者还是企业机构，大多数人在谈到闪存时，首先想到的就是NAND闪存。从一定的现实意义上来讲，NAND闪存可以说已经成为固态硬盘的代名词。基于块寻址结构和高密度，使其成为磁盘的完美替代品。

　　NOR闪存是另一种与NAND不同的闪存类型，它具有不同的设计拓扑结构，某些特定的应用场景下更为适合。在比较NAND和NOR闪存在不同应用中的相对优势和适用性之前，检查其结构差异是很重要的。

　　NAND闪存产品是当今已经达到高水准的存储芯片，是当前市面上嵌入式以及独立式SSD的主要原材料。多层单元(MLC)技术和3D制造工艺的结合，将NAND存储单元垂直蚀刻到硅衬底上，使存储密度和NAND芯片容量呈几何级增长。

　　NAND与NOR电路基础

　　尽管NAND闪存是这两种非易失性内存技术中相对流行的一种，但NAND和NOR都是由同一名东芝公司的工程师在上世纪80年代中期发明的。要理解这两个种类的区别和命名，需要简要回顾一下逻辑门的基础知识。

　　NAND和NOR分别涉及到布尔逻辑函数中的逻辑“和”（and）以及“或”（or）。如下所示，NAND和NOR都生成响应两个二进制输入的输出。

响应两个二进制输入的NAND和NOR输出

　　NAND和NOR逻辑门仅仅为它们各自的功能实现了上面这个真值表。

　　NAND门在概念上是作为AND门实现的——当两个输入都是1时输出1——后面跟着一个NOT门，这是一个逻辑反转。相应的，NOR门在概念上是一个OR门——有任何一个输入是1时输出1，然后是NOT门，这是一个逻辑倒装。

　　布尔逻辑的背景对于理解NAND和NOR闪存至关重要，因为闪存单元被连接到一个行和列的数组中。在NAND闪存中，一组中的所有单元(通常是一个字节的倍数，取决于芯片的大小)共享一条位线，并以串行方式连接每个单元，每个单元连接到一个单独的字行。同一字行连接一个内存块中的多个字节，通常为4 KB到16 KB。因此，只有当所有的字线都是高或单状态时，位线才会降低或变为零状态，这实际上将内存组转换为一个多输入NAND门。

　　与此相反，NOR闪存并行组织位线的方式是，当位线和字线都处于低或零状态时，内存单元只保持高或单状态。

　　NAND单元的串联结构使得它们可以通过导电层(或掺杂层)连接在衬底上，而不需要外部接触，从而显著减少了其横截面积。

　　NAND闪存单元的串联连接意味着它们不需要单元之间通过金属层进行外部接触——而这正是NOR拓扑结构所需的。使用导电层连接硅衬底上的单元意味着NAND闪存的密度通常比NOR高两个数量级，或100倍。此外，组内单元的串联连接使它们可以垂直地堆积在3D数组中，位线类似于垂直管道。

　　相反，由于NOR闪存单元不能单独寻址，因此它们对于随机访问应用程序更快。

　　NAND与NOR产品类型

　　这两种类型的闪存具有明显的特性和性能差异，它们有各自最适合的应用程序类型。除了容量外，NAND和NOR闪存还具有不同的运行、性能和成本特性，如下图所示。

　　这两种闪存中也有几种不同的产品类型，它们在I/O接口、写入持久性、可靠性和嵌入式控制功能方面有所不同。

　　NAND闪存产品类型

　　NAND闪存以单层（SLC）、多层（MLC）、三层（TLC）或四层（QLC）的形式在每个单元（cell）中存储bit，分别为1 bit/cell、2 bit/cell、3 bit/cell、4 bit/cell。要确定哪种类型的NAND最适合于工作负载，简单来说，每个单元的位数越高，其容量就越大——当然，是以数据持久性和稳定性为代价的。

　　NAND设备只是没有任何外围电路的存储芯片，这些外围电路使NAND闪存可以在SSD、U盘或其他存储设备中使用。相比之下，托管型NAND产品嵌入了一个内存控制器来处理必要的功能，比如磨损调平、坏块管理(从使用中消除非功能性内存块)和数据冗余。

　　NOR闪存产品类型

　　串行设备通过只暴露少量(通常是1到8个)I/O信号来减少包的pin数。对于需要快速连续读取的应用程序来说，这是理想的选择。NOR闪存通常用于瘦客户机、机顶盒、打印机和驱动器控制器。

　　并行NOR产品暴露多个字节，而且通常使用内存页而不是单独的字节进行操作，更适用于启动代码和高容量应用程序，包括数码单反相机、存储卡和电话。

　　两种闪存都是不可或缺的

　　NAND是闪存的主力，广泛用于嵌入式系统和SSD等存储设备的大容量数据存储。不过，NOR 闪存在存储可执行的启动代码和需要频繁随机读取小数据集的应用程序方面起着关键作用。显然，这两种类型的闪存将继续在计算机、网络和存储系统的设计中发挥作用。

　　原文作者：Kurt Marko

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数字电路 里 NAND 是什么意思_作业帮

[最佳回答]是与非门电路,先做“与”运算,再取“非”

...只使用 NAND 的表达式,并画出逻辑 电路 图 NAND 就是与非门_作业帮

[最佳回答]AB+AC=NAND(NAND(A,B),NAND(A,C))电路自己画吧.

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