Logic Gates är ett av de viktigaste ämnena inom elektronik, speciellt digital elektronik. Konceptet med logiska grindar bygger på konceptet med booleska funktioner. Logiska grindar tar ett eller flera binära värden som indata och returnerar ett binärt värde som utdata efter att ha gjort den logiska beräkningen på dem. Det finns flera typer av GATEs tillgängliga i Digital Electronics, några av dem är kända som grundläggande grindar, och några av dem är kända som universella grindar.
A NAND-grind faller under kategorin universella grindar eftersom NAND-grinden kan implementera vilken boolesk funktion som helst utan hjälp av grundläggande grindar och även beräkna resultaten av logiska ingångar utan hjälp av någon annan logisk grind.
Innehållsförteckning
char till strängjava
- Vad är en logisk port?
-
Symbol för AND Gate - Sanningstabell för AND Gate
- NAND-port i termer av transistor
- Tillämpningar av NAND Gate
- Fördelar med NAND Gate
- Nackdelar med NAND Gate
Vad är NAND Gate?
Logiska grindar är små digitala omkopplingskretsar som bestämmer utsignalen från två eller flera inmatade booleska funktioner i binärt format. Logisk 1 betyder sann eller hög till sin natur, medan logisk 0 betyder falsk eller låg till sin natur. Baserat på olika logiska operationer skiljer sig utgången. Det kan finnas många ingångar i en logisk grind men det kommer bara att finnas en utgång. Varje logisk grind har sin egen sanningstabell som representerar alla kombinationer av ingång och utgång.
NAND-grind, även känd som Not-AND-grind, gör precis motsatsen eller komplement till OCH-grinden.
Drift av AND Gate
NAND Gate tar booleska värden som indata och returnerar:
- Returnerar 1, om alla indata är 0 eller alternativa (vilket betyder att en är 0, och den andra är 1 eller vice versa).
- Returnerar 0, om alla ingångar är 1
De booleskt uttryck av NAND Gate är som följer –
Säg att vi har två ingångar, A och B och utgången kallas X, då är uttrycket –
X = (A . B)'
Typer av NAND-portar
Det finns två typer av NAND-grindar, baserat på antalet ingångar
- NAND-port med 2 ingångar
- NAND-port med 3 ingångar
NAND-port med 2 ingångar
Det är den enklaste formen av NAND-grind som tar två ingångar och returnerar utgången. Det finns 22= 4 kombinationer av ingång och utgång.
NAND-port med tre ingångar
Som namnet antyder har den tre ingångar och bara en utgång. Det finns 23= 8 kombinationer av ingång och utgång.
apple emojis på Android
Symbol för AND Gate
Nedan ges symbolen för NAND-grind, A och B representerar de två ingångarna. NAND-grinden utför den logiska NAND-operationen på ingångarna. Utsignalen representeras av linjen som sträcker sig från botten av NAND-grindsymbolen.
De sanningstabell för NAND-grinden med två ingångar är som följer –
NAND-port
Sanningstabell för AND Gate
I den givna sanningstabellen returnerar den 1, om alla indata är 0 eller alternativa (vilket betyder att den ena är 0 och den andra är 1 eller vice versa). annars returnerar 0, om alla ingångar är 1.
3 Ingångs NAND-port
NAND-port i termer av transistor
NAND-porten är en av de viktigaste byggstenarna i Digital Logic Circuits. Dess funktion kan också förklaras via begreppet transistorer. Transistorer är en typ av halvledare enheter som huvudsakligen används för att förstärka eller byta elektroniska signaler.
pandas pivot
NAND-grind i termer av transistor
Kretsens funktion
Här i diagrammet ovan finns två transistorer benämnda Q1 och Q2, som är anslutna i en seriekonfiguration. Kollektorterminalen på Q1 är ansluten till Vcc och även med utgångsterminalen. Emittern för Q1 är ansluten till kollektorn för Q2, vilket gör anslutningen i en seriekonfiguration. Emittern för Q2 är ansluten till jord som fullbordar hela kretsen.
Låt oss ta ett fall när ingångarna A och B är 0. I detta fall kommer transistorn att fungera som en switch och avslutar anslutningen mellan kollektor och emitter. När 5V-matningen är PÅ, når den kollektorterminalen direkt på den första transistorn. Kollektorterminalen är ansluten till utgång, så 5V matning går direkt till utgången. Därför blir uteffekten HÖG.
vilket år uppfanns datorn
Tillämpningar av NAND Gate
- Universal Gate: NAND-grind kallas Universal Gate eftersom alla grundläggande logiska grindar kan bildas med hjälp av dem.
- Används för att lagra data: NAND-grindar används för att skapa element som flip-flops och lås, vilket är en nyckelkomponent för att lagra data.
- Aritmetisk logik: NAND-grindar används i stor utsträckning i aritmetiska och logiska enheter (ALU) i en datorenhet för att utföra operationer som addition, subtraktion, etc.
- Används i Decoder och Encoder: NAND-grindar används också i avkodar- och kodarkretsar för att konvertera en binär kod till en uppsättning digitala signaler och vice versa.
- Används i multiplexorer och demultiplexrar: NAND-grindar används i multiplexorer för att bestämma vilken väg en signal ska ta för att nå en enda utgång. Demultiplexern gör precis motsatsen till detta.
- Klockgeneratorer: NAND-grindar som används i klockgeneratorer för att generera klocksignaler som synkroniserar olika operationer i digital krets.
- Logiska operationer: NAND-grindar används också för att implementera olika logiska operationer.
Fördelar med NAND Gate
- Det är en universell port: NAND-grind är en Universal Gate, så den kan användas för att konstruera vilken grundläggande logisk grind som helst utan att använda någon annan Gate. Det kan också lösa komplexa logiska problem.
- Förenkla logiska uttryck: Genom att endast använda NAND-grinden kan vi förenkla alla komplexa logiska kretsar och representera dem på ett enklare sätt.
- Låga komponenter som behövs: NAND-grind kan representera vilken annan logisk grind som helst, vi kan använda NAND-grindar för att lösa komplexa logiska uttryck, och som ett resultat krävs ett litet antal NAND-grindar.
- Mindre strömförbrukning: Att implementera logiska funktioner med en NAND-grind förbrukar mycket mindre ström än andra grindar.
Nackdelar med NAND Gate
- Brist på flexibilitet: Även om NAND är en Universal Gate, kan implementering av alla logiska kretsar med en NAND-grind inte alltid ge det mest optimerade resultatet.
- Fart: I vissa fall kan användning av NAND-grinden resultera i en utbredningsfördröjning, dessa logiska uttryck kan behöva några dedikerade grindar för att lösas.
Löst exempel på NAND-port
Implementera den givna kretsen med hjälp av NAND-grind.
Vi har 4 ingångar som heter A, B, C och D. Här kommer vi att utföra funktionaliteten hos NAND Gate genom att använda 2 AND gate och 1 OR gate.
Och i det resulterande avsnittet kommer vi att använda 2 NAND-portar och 1 OR-grind för att veta skillnaden mellan funktionaliteten hos AND ate och NAND-grind.
Kretsdiagram
0,2 som en bråkdel
Lösning:
Konvertera AND- och OR-grinden till NAND-grind och behålla det booleska uttrycket detsamma.
Implementera den givna kretsen med hjälp av NAND-grind
Som ett resultat får vi utdata: A'B' + C'D'
NAND Gate – Vanliga frågor
Varför kallas NAND Gate Universal Gate?
NAND Gate kallas Universal Gate eftersom den kan användas för att bilda alla andra grundläggande logiska grindar som OCH ELLER INTE utan att ta hjälp av en annan grind.
Hur skiljer sig en NAND-grind från en AND-grind?
När vi inverterar utgången från AND-grinden får vi NAND-grinden. Betyder att resultatet av OCH-grinden bara kommer att vändas i fallet med NAND-grind. Det är en kort form av NOT-AND gate.
Hur logisk NOT-drift uppnås i NAND-grind?
Den logiska NOT-operationen utförs på AND-grindens utgång. NAND-grinden är en kombination av AND- och NOT-grinden, där två eller flera ingångar går in i AND-geten och ger en enda utgång som sedan matas in i NOT-grinden som ger komplementet till utgången.