กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 3 นาที

เกต NAND

ในอิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลเกตNAND ( NOT AND ) เป็นเกตตรรกะที่สร้างเอาต์พุตเป็นเท็จก็ต่อเมื่ออินพุตทั้งหมดเป็นจริงเท่านั้น ดังนั้นเอาต์พุตของมันจึงเป็นส่วนเติมเต็มของเกต...

เกต NAND

ตารางความจริงของเกต NAND
ป้อนข้อมูลเอาต์พุต
เอบีเอ็นแอนด์บี
001
011
101
110

ในอิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลเกNAND ( NOT AND ) เป็นเกตตรรกะที่สร้างเอาต์พุตเป็นเท็จก็ต่อเมื่ออินพุตทั้งหมดเป็นจริงเท่านั้น ดังนั้นเอาต์พุตของมันจึงเป็นส่วนเติมเต็มของเกต ANDเอาต์พุตต่ำ (0) จะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่ออินพุตทั้งหมดของเกตเป็นสูง (1) เท่านั้น หากอินพุตใดอินพุตหนึ่งเป็นต่ำ (0) เอาต์พุตจะเป็นสูง (1) เกต NAND สร้างขึ้นโดยใช้ทรานซิสเตอร์และไดโอดเชื่อมต่อ ตามกฎของเดอ มอร์แกน ตรรกะของเกต NAND สองอินพุตสามารถแสดงได้เป็น ซึ่งทำให้เกต NAND เทียบเท่ากับอินเวอร์เตอร์ตามด้วย เก ต OR

เกต NAND มีความสำคัญเนื่องจากฟังก์ชันบูลีน ใดๆ ก็ สามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้เกต NAND หลายๆ ตัวรวมกัน คุณสมบัตินี้เรียกว่า " ความสมบูรณ์เชิงฟังก์ชัน" (functional completeness ) ซึ่งมีคุณสมบัตินี้ร่วมกับเกต NORระบบดิจิทัลที่ใช้วงจรตรรกะบางประเภทจะใช้ประโยชน์จากความสมบูรณ์เชิงฟังก์ชันของเกต NAND

เกต NAND ที่มีอินพุตสองตัวขึ้นไป มีให้เลือกใช้ในรูปแบบวงจรรวม (Integrated Circuit)ในเทคโนโลยีลอจิกแบบทรานซิสเตอร์-ทรานซิสเตอร์ (TTI) , CMOSและตระกูลลอจิก อื่น ๆ

สัญลักษณ์

สัญลักษณ์สำหรับเกต NAND มีอยู่สามแบบ ได้แก่สัญลักษณ์MIL/ ANSI สัญลักษณ์ IECและ สัญลักษณ์ DIN ที่เลิกใช้แล้ว ซึ่งบางครั้งอาจพบได้ในแผนผังวงจรเก่าๆ สัญลักษณ์ ANSI สำหรับเกต NAND คือเกต AND มาตรฐานที่มีวงกลมกลับขั้วเชื่อมต่ออยู่

สัญลักษณ์ MIL/ANSI    สัญลักษณ์ IEC    สัญลักษณ์ DIN

ตรรกะ

ฟังก์ชันNAND( a 1 , a 2 , ..., a n )มีค่าทางตรรกะเทียบเท่ากับNOT( a 1 AND a 2 AND ... AND a n )

วิธีหนึ่งในการแสดง A NAND B คือโดยที่สัญลักษณ์หมายถึง AND และเครื่องหมายขีด (\) หมายถึงการปฏิเสธของนิพจน์ที่อยู่ข้างใต้ กล่าวโดยสรุปก็คือนั่นเอง

การนำไปใช้

หลักการทำงานพื้นฐานสามารถเข้าใจได้จากภาพด้านซ้ายด้านล่าง: หากสวิตช์ S1 หรือ S2 ตัวใดตัวหนึ่งเปิดอยู่ตัวต้านทานแบบดึงขึ้น R จะตั้งค่าสัญญาณเอาต์พุต Q เป็น 1 (สูง) หาก S1 และ S2 ปิดอยู่ทั้งคู่ ตัวต้านทานแบบดึงขึ้นจะถูกสวิตช์ควบคุม และเอาต์พุตจะเป็น 0 (ต่ำ)

ใน วงจร ลอจิก NMOS แบบโหลดดีพลีชั่นที่แสดงอยู่ตรงกลางด้านล่าง สวิตช์คือทรานซิสเตอร์ T2 และ T3 และทรานซิสเตอร์ T1 ทำหน้าที่เป็นตัวต้านทานพูลอัพ

ใน วงจร CMOSทางด้านขวาด้านล่าง สวิตช์คือทรานซิสเตอร์ชนิดn-type T3 และ T4 และตัวต้านทานแบบดึงขึ้น (pull-up resistor) ประกอบด้วย ทรานซิสเตอร์ ชนิด p-type T1 และ T2 ซึ่งเป็นส่วนประกอบตรงข้ามของทรานซิสเตอร์ T3 และ T4

ใน CMOS เกต NAND มีประสิทธิภาพมากกว่าเกต NORเนื่องจากการเคลื่อนที่ของประจุใน n-MOSFET เร็วกว่า p-MOSFET ดังนั้นการเชื่อมต่อแบบขนานของ p-MOSFET สองตัว (T1 และ T2) ที่เกิดขึ้นในเกต NAND จึงเหมาะสมกว่าการเชื่อมต่อแบบอนุกรมในเกต NOR ด้วยเหตุนี้ เกต NAND จึงเป็นที่นิยมมากกว่าเกต NOR ในวงจร CMOS [ 1 ]

การออกแบบฮาร์ดแวร์และการกำหนดขาเชื่อมต่อ

แผนภาพแสดงเกต NAND ในวงจรรวม CMOS ชนิด 4011

เกต NAND เป็นเกตตรรกะพื้นฐาน และด้วยเหตุนี้จึงได้รับการยอมรับในวงจรไอซี TTLและCMOS

ไอซีCMOSมาตรฐาน ซีรี ส์4000คือรุ่น 4011 ซึ่งประกอบด้วยเกต NAND สองอินพุตอิสระสี่ตัว อุปกรณ์เหล่านี้มีจำหน่ายจากผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์หลายราย โดยปกติจะมีจำหน่ายทั้งใน รูปแบบ DIL แบบเจาะรู และSOICเอกสารข้อมูลทางเทคนิคสามารถหาได้ง่ายในฐานข้อมูลเอกสารข้อมูลทางเทคนิคส่วน ใหญ่

มีเกต NAND มาตรฐานแบบสอง สาม สี่ และแปดอินพุตให้เลือกใช้งาน:

  • เคมี คอมโพสิสโม
    • 4011: เกต NAND สองอินพุตแบบควอด
    • 4023: เกต NAND สามอินพุตสามตัว
    • 4012: เกต NAND สี่อินพุตคู่
    • 4068: เกต NAND แบบโมโนแปดอินพุต
  • ทีทีแอล
    • 7400: เกต NAND สองอินพุตแบบควอด
    • 7410: เกต NAND สามอินพุตสามตัว
    • 7420: เกต NAND สี่อินพุตคู่
    • 7430: เกต NAND แบบโมโนแปดอินพุต

ความสมบูรณ์เชิงฟังก์ชัน

การสร้างเกต NAND จากเกต NOR

เกต NAND มีคุณสมบัติความสมบูรณ์ของฟังก์ชันซึ่งเป็นคุณสมบัติที่เกต NOR มีร่วมกัน นั่นคือ ฟังก์ชันตรรกะอื่นๆ (AND, OR เป็นต้น) สามารถนำไปใช้ได้โดยใช้เกต NAND เพียงอย่างเดียว[ 2 ]สามารถสร้างโปรเซสเซอร์ทั้งหมดได้โดยใช้เกต NAND เพียงอย่างเดียว ใน IC TTL ที่ใช้ทรานซิสเตอร์ แบบหลายตัวปล่อย เกต NAND ยังต้องการทรานซิสเตอร์น้อยกว่าเกต NOR อีกด้วย

เนื่องจากเกต NOR ก็มีฟังก์ชันการทำงานที่สมบูรณ์เช่นกัน หากไม่มีเกต NAND เฉพาะเจาะจง ก็สามารถสร้างเกต NAND จาก เกต NORโดยใช้ตรรกะ NORได้[ 2 ]

ดูเพิ่มเติม

  • วงจร TTL NAND และ ANDที่ All About Circuits
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=NAND_gate&oldid=1350388057 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เกต NAND

ในอิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัลเกตNAND ( NOT AND ) เป็นเกตตรรกะที่สร้างเอาต์พุตเป็นเท็จก็ต่อเมื่ออินพุตทั้งหมดเป็นจริงเท่านั้น ดังนั้นเอาต์พุตของมันจึงเป็นส่วนเติมเต็มของเกต...

สัญลักษณ์

สัญลักษณ์สำหรับเกต NAND มีอยู่สามแบบ ได้แก่สัญลักษณ์ MIL/ ANSI สัญลักษณ์ IEC และ สัญลักษณ์ DIN ที่เลิกใช้แล้ว ซึ่งบางครั้งอาจพบได้ในแผนผังวงจรเก่าๆ สัญลักษณ์ ANSI สำหรับเกต NAND คือเกต AND มาตรฐานที่มีวงกลมกลับขั้วเชื่อมต่ออยู่

ตรรกะ

ฟังก์ชัน NAND( a 1 , a 2 , ..., a n ) มี ค่าทางตรรกะเทียบเท่า กับ NOT( a 1 AND a 2 AND ... AND a n )

การนำไปใช้

หลักการทำงานพื้นฐานสามารถเข้าใจได้จากภาพด้านซ้ายด้านล่าง: หากสวิตช์ S1 หรือ S2 ตัวใดตัวหนึ่งเปิดอยู่ ตัวต้านทานแบบดึงขึ้น R จะตั้งค่าสัญญาณเอาต์พุต Q เป็น 1 (สูง) หาก S1 และ S2 ปิดอยู่ทั้งคู่ ตัวต้านทานแบบดึงขึ้นจะถูกสวิตช์ควบคุม และเอาต์พุตจะเป็น 0 (ต่ำ)