学数电，如何真正搞懂逻辑门电路

在大学学习数字电路设计课程的时候，一直对逻辑门电路中的与非门和或非门似懂非懂，后来参加工作，做了一些项目，才真正理解它们的原理和作用。

与非门（英语：NAND gate）是数字电路的一种基本逻辑电路。若当输入均为高电平（1），则输出为低电平（0）；若输入中至少有一个为低电平（0），则输出为高电平（1）。与非门可以看作是与门和非门的叠加。

或非门（英语：NOR gate）是数字逻辑电路中的基本元件，实现逻辑或非功能。有多个输入端，1个输出端，多输入或非门可由2输入或非门和反相器构成。只有当两个输入A和B为低电平（逻辑0）时输出为高电平（逻辑1）。也可以理解为任意输入为高电平（逻辑1），输出为低电平（逻辑0）。

CMOS电路中的逻辑门有非门、与门、与非门、或非门、或门、异或门、异或非门，施密特触发门、缓冲器、驱动器等。

与非门则是当输入端中有1个或1个以上是低电平时，输出为高电平；只有所有输入是高电平时，输出才是低电平。

或非门在NMOS逻辑实现

上图展示了使用NMOS线路的2输入或非门的构造。如果输入都是高电平，对应的NMOS就会接通，输出会被拉到低电平；反之输出会通过上拉电阻被拉到高电平。

CMOS逻辑实现

上图展示了使用CMOS技术的2输入或非门。输出端的二极管和电阻用来保护CMOS元件，以防其受到静电放电（ESD）的损害，从而在电路的逻辑功能中发挥不了作用。

总结： 学好与非门与或非门不仅仅通过概念和看书，更得多在实际电路图中运用，这样才能加深对它的理解，相信随着大家项目经验的增加，一定可以灵活运用这两个逻辑电路，成为数字电路设计高手。

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深入理解MOS管：半导体器件的王者

导语：在电子技术中，场效应晶体管（Field Effect Transistor，FET）是一种重要的半导体器件。其中，金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET）是最常用的一种。本文将介绍MOS管的原理结构及其在各个领域的应用。

一、MOS管的原理结构

1. MOS管的基本结构

MOS管主要由四层半导体材料组成，分别是源极（Source，S）、漏极（Drain，D）、栅极（Gate，G）和衬底（Substrate，B）。这四层半导体材料分别为：P型半导体、N型半导体、P型半导体和N型半导体。

2. MOS管的工作原理

MOS管的工作原理是基于电场效应。当栅极上施加一个电压时，会在栅极下方的P型半导体和N型半导体之间形成一个电场。这个电场会将N型半导体中的电子吸引到P型半导体中，形成一个导电通道。当漏极和源极之间有电压差时，电子会通过这个导电通道从漏极流向源极，从而实现电流的流动。

3. MOS管的类型

根据栅极电压对导电通道的控制方式，MOS管可以分为增强型MOS管（Enhancement Mode MOSFET）和耗尽型MOS管（Depletion Mode MOSFET）。增强型MOS管在栅极电压为0时，导电通道已经形成；而耗尽型MOS管在栅极电压为0时，导电通道被阻断。

二、MOS管的应用

1. 开关应用

由于MOS管具有低导通电阻和高开关速度的特点，因此广泛应用于各种电子设备的开关电路中。例如，计算机、手机等电子设备中的电源管理电路、信号放大电路等都需要使用MOS管作为开关元件。

2. 放大器应用

MOS管可以作为放大器使用，实现信号的放大。由于MOS管具有高输入阻抗和低噪声的特点，因此其放大器性能优于双极性晶体管（Bipolar Junction Transistor，BJT）。在射频（Radio Frequency，RF）放大器、功率放大器等领域，MOS管得到了广泛应用。

3. 逻辑电路应用

MOS管可以作为逻辑电路的基本元件，实现数字信号的处理和传输。例如，与非门（NAND Gate）、或非门（NOR Gate）等逻辑门电路都可以使用MOS管实现。此外，MOS管还可以用于存储器、微处理器等数字电路中。

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