介紹
NAND門是一個邏輯門,如果其所有輸入均為真,則產(chǎn)生低輸出(0),否則產(chǎn)生高輸出(1)。因此,NAND門是AND門的反面,其電路是通過將AND門連接到NOT門來創(chuàng)建的。NAND門與 AND 門一樣,可以有任意數(shù)量的輸入探頭,但只能有一個輸出探頭。
邏輯 NAND 操作由 NAND門執(zhí)行。NAND門(以及NOR門)被稱為通用門,這意味著它們是一種邏輯門,可以在不使用任何其他門類型的情況下實現(xiàn)任何布爾函數(shù)。
當(dāng)兩個輸入均為邏輯低電平時,輸出為高電平。如果任一輸入為邏輯低電平,則輸出為高電平。也可以說,當(dāng)兩個輸入均為高電平時,輸出為低電平。
說明和引腳排列
CMOS 版本
標(biāo)準(zhǔn)的 4000 系列 CMOS IC 是 4011,它包括四個獨立的雙輸入 NAND 門。
圖:CMOS 4011型集成電路中的NAND柵極示意圖。
可用性
這些器件可從大多數(shù)半導(dǎo)體制造商處獲得,例如仙童半導(dǎo)體,飛利浦或德州儀器。它們通常以通孔DIL和SOIC兩種格式提供。數(shù)據(jù)表在大多數(shù)數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)庫中都很容易獲得。提供標(biāo)準(zhǔn)的2、3、4 和 8 輸入 NAND 門:
CMOS:
4011: 四通道 2 輸入 NAND 柵極
4023: 三路 3 輸入 NAND 柵極
4012:雙通道 4 輸入 NAND 柵極
4068:單聲道 8 輸入 NAND 門
TTL:
7400: 四通道 2 輸入 NAND 柵極
7410: 三路 3 輸入 NAND 柵極
7420:雙通道 4 輸入 NAND 柵極
7430:單聲道 8 輸入 NAND 門
NAND柵極的應(yīng)用
1. 防盜報警器
防盜報警電路如下圖所示。它包括一個 NAND 柵極和一個 LDR 輸入。LDR
是光相關(guān)電阻器的縮寫。當(dāng)按下報警開關(guān)時,其中一個NAND柵極輸入變?yōu)榈碗娖?。如果LDR保持點亮,則第二個輸入也很低。因此,NAND門的兩個輸入為低電平。因此,如果發(fā)生這兩種情況中的任何一種,NAND門的輸出將變?yōu)楦唠娖剑⑶冶I竊警報會發(fā)出警告。
2. 冷凍室警告蜂鳴器
當(dāng)熱敏電阻為冷時,其電阻為高電平,NAND柵極的輸入為高電平。輸出為低電平,因為當(dāng)熱敏電阻預(yù)熱時,NAND柵極作為 INVERTER.As連接,其電阻降低,降低其兩端的電壓并降低NAND柵極的輸入。當(dāng)它低于某個閾值時,輸出變?yōu)楦唠娖?,蜂鳴器發(fā)出聲音。
3. 自動澆水系統(tǒng)
技術(shù)進(jìn)步對于夜間澆灌植物很有用。該電路僅在LDR關(guān)閉(通常在夜間)且熱敏電阻周圍大氣潮濕時工作。該電路包括一個繼電器,用作開關(guān),僅當(dāng)滿足NAND柵極的兩個輸入條件時,才允許泵水。
4.光激活盜竊警報
當(dāng)開關(guān)處于位置 A 時,無論光相關(guān)電阻器的照明如何,蜂鳴器都保持關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)在位置 B關(guān)閉時,當(dāng)短暫的閃光(可能來自防盜的手電筒)落在光相關(guān)電阻器上時,蜂鳴器將激活并保持活動狀態(tài)。只有將開關(guān)返回到位置 A,才能關(guān)閉蜂鳴器。
NAND門的通用性
NAND門有一個非常有用的特性,將其與所有其他門區(qū)分開來。NANDGate本身可以實現(xiàn)所有可能的布爾表達(dá)式,而無需任何其他Gate,從而可以實現(xiàn)布爾表達(dá)式的任何復(fù)雜性。NAND門的這一特性稱為功能完整性;由于這一特性,整個微處理器可以僅使用NAND門進(jìn)行設(shè)計!此屬性由
NAND 和 NOR 門共享,兩者都稱為通用門。
如何
如何從NAND門制作非門
當(dāng)雙輸入NAND門的兩個輸入均為零時,輸出為1;當(dāng)兩個輸入均為 1時,輸出為零。因此,只需將公共輸入施加到NAND門或短路NAND門的所有輸入端子,即可從NAND門輕松實現(xiàn)NOT門。
如何從NAND門制作AND門
NAND 門是一個 NOT 門,后跟一個 AND 門,所以如果我們能取消 NAND 門中 NOT 門的效果,它就會變成一個 AND 門。因此,一個NOT 門后跟一個 NAND 門來實現(xiàn)一個 AND 門。
優(yōu)點和缺點
NAND門的優(yōu)點如下:
1. NAND門是低成本設(shè)備,具有大存儲容量。
2.高耐久性和耐用性。
3.該門具有良好的可更換性,這意味著如果閃存損壞,可以用適當(dāng)?shù)慕M件進(jìn)行更換。
4. NAND的內(nèi)存容量可以取代USB驅(qū)動器,數(shù)碼相機和平板電腦等大文件。
NAND柵極缺點如下:
與NOR門相比,NAND存儲器架構(gòu)和速度的可靠性較差。
示例:單 2 輸入 NAND 門
描述
74LVC1G00 是單路 2 輸入 NAND 柵極。輸入可由3.3 V或5 V器件驅(qū)動。此功能允許在3.3 V和5V混合環(huán)境中將這些器件用作轉(zhuǎn)換器。所有輸入端的施密特觸發(fā)器動作使電路能夠容忍較慢的輸入上升和下降時間。該器件完全適用于使用 IOFF的部分關(guān)斷應(yīng)用。IOFF電路禁用輸出,防止器件斷電時通過器件的潛在破壞性回流電流。
特點和優(yōu)點
1.65 V 至 5.5 V 的寬電源電壓范圍
過壓容限輸入至 5.5 V
高抗噪性
低功耗CMOS功耗
IOFF電路提供部分省電模式操作
±24 mA 輸出驅(qū)動 (VCC = 3.0 V)
閂鎖性能超過 250 mA
與 TTL 電平直接接口
符合JEDEC標(biāo)準(zhǔn):
JESD8-7(1.65 V 至 1.95 V)
JESD8-5(2.3 V 至 2.7 V)
JESD8C(2.7 V至3.6 V)
JESD36(4.5 V至5.5 V)
靜電保護(hù):
HBM JESD22-A114F 超過 2000 V
MM JESD22-A115-A 超過 200 V
多種封裝選項
額定溫度范圍為 -40°C 至 +85°C 和 -40°C 至 +125°C
功能圖
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NAND
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邏輯門
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