大纲
和门
用两个简单的二极管就可以设计出AND门。将驱动电压V的电路施加到并联二极管上，作为二极管上的电压降采集输出。在逻辑门中，术语高电压电平意味着+ 5v，低逻辑电平意味着0v或地。
当AND门的一个输入连接到逻辑高，另一个连接到逻辑低时，二极管处于反向偏置状态，输出端没有电压降。所以输出被测量为低。如果两个输入连接到低电平输入，那么二极管也将转向反向偏置条件，不允许电流。所以输出还是0。
但是当两个输入(两个二极管)连接到一个高电压水平，那么两个二极管处于正向偏置状态(二极管开关是ON)，所以AND门的输出是HIGH，并测量逻辑1。
与门逻辑符号和布尔表达式
与门的逻辑表示如下所示，有两个输入和一个输出。
布尔表达式
如果与门的输入是X, Y，输出是Z，那么与门的运算就用布尔表达式表示为Z = x.y。这意味着与门产生了输入的乘法。
真值表
逻辑与门的真值表如下。
真值表向我们描述了，对于所有的输入组合，除了两种高输入条件，AND门的输出都是LOW。
带有光开关电路的与门说明
与门开关电路将有两个输入，两个手动拨动开关。设两个开关为A和B，则与门的开关操作为
- 当开关A和B都打开(开关提供低电平输入信号)，即A=0, B=0，则灯泡不发光。
- 当开关A闭合(提供高电平输入信号)，开关B断开(提供低电平输入信号)，即A=1, B=0，则灯泡不发光。
- 当开关A处于断开状态(低电平输入信号)，开关B处于闭合状态(高电平输入信号)，即A=0, B=1时，灯泡不发光。
- 当开关A和B都闭合时(开关提供高电平输入信号)，即A=1, B=1，灯泡就会发光。
与门作为光开关电路的操作如下图所示
脉冲操作
如果我们将两个不同的时钟信号应用于AND逻辑门X和Y的输入，那么如果我们观察输出，它将如下所示(X, Y是输入，Z是输出)
当两个输入都是高的，与门的输出也是高的，当任何一个输入都是低的，那么输出进入低电平。在上图中时钟脉冲的末端，输出处于低电平，因为两个输入都是低电平。
使用BJT晶体管的AND门
我们可以用二极管和晶体管来设计与门。带BJT晶体管的与门如图所示。
晶体管开关比二极管开关快。与OR门类似，我们通过电阻将+ 6v电源连接到两个晶体管(到它们的集电极)。第一晶体管的发射极连接到第二晶体管的集电极，并且第二晶体管的发射极通过电阻接地。
电阻的输出通过第二晶体管的发射极和接地电阻收集。只有当两个晶体管都导电(在高电压水平)时，AND门的输出是高的，而在其余的输入电压组合时，输出是低的。
3-Input和门
我们也可以设计一个具有3个输入的与门。虽然AND门有3个输入，但是布尔方程不会改变。与门的输出等于输入之和。
3输入和门符号
真值表
3 -输入与门的真值表如下
当所有的3个输入都是低时，3个输入与门的输出是高的，对于所有其他的输入组合它将是低的。
多输入与门
与门在数学上产生的输出等于输入的乘积。操作由"定义。”(一个点)。我们可以通过级联其他与门作为输入来设计n个输入与门。商业上，只有2输入、3输入和4输入和门集成电路可用。如果我们需要额外的输入，我们必须在集成电路的输入端级联额外的与门。
作为例子，我们在下图中设计了一个6输入与门。
6输入与门的布尔表达式为Q = (A.B)。(C.D)。(E.F)。我们也可以设计奇数输入与门，通过使一些输入引脚“未使用”，直接连接到地。
常用的TTL和CMOS逻辑和门集成电路
与门集成电路的完整列表如下
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|---|---|
| 4019 | 四与或选择门 |
| 4073 | 三重3 -输入和门 |
| 4085 | 双2宽2输入与/或逆变(AOI) |
| 4086 | 可扩展的4宽，2输入和/或逆变(AOI) |
| 741年g08 | 单2输入和门 |
| 7409 | 带集电极开路输出的四路2输入和门 |
| 741年g09 | 单2输入和门与开路漏输出 |
| 7411 | 三重3输入和门 |
| 7415 | 三重3输入和门与开路集电极输出 |
| 7421 | 双4输入和门 |
| 7450 | 双2宽2输入与或反相门 |
| 7451 | 双2宽2输入与或反相门 |
| 7452 | 可扩展的4宽2输入与或门 |
| 7453 | 可扩展的4宽2输入与或反相门 |
| 7454 | 4宽2输入and - or逆变门 |
| 7455 | 2宽4输入与或反相门 |
| 7458 | 2输入和3输入与或门 |
| 7459 | 2输入和3输入与或反相门 |
| 74130 | 四路2输入和门缓冲器与30v开路集电极输出 |
| 74131 | 四路2输入和门缓冲器与15v开路集电极输出 |
| 74808 | 十六进制2输入和驱动器 |
| 741年g3208 | 单3输入OR-AND门 |
在所有这些集成电路中，我们只使用一些用于我们的一般应用。它们被列在下面。
逻辑与门CMOS逻辑与门
CD4081四路2输入
74LS11三重3-输入CD4073三重3-输入
74LS21双4输入CD4082双4输入
7408四路2输入和门集成电路
IC 7408被用作四路2输入和门IC。IC图如下所示。让我们来看一看
7408是一个TTL序列与门。它有4个和门。7408 IC的每个引脚及其用途说明如下。
销的描述
引脚14的最大输入电压为5.2伏直流电。如果电源电压增加5.2伏，那么IC可能会因为高供电而损坏。
IC 4081
IC 4081被用作一个四路2输入和门IC。IC图如下所示。它是一个CMOS(互补MOSFET)和门集成电路。像TTL和门IC 7048一样，这个CMOS和门集成电路也有4个和门。下面我们来了解一下IC 4081的内部引脚图。
销的描述
CMOS 4081与门集成电路引脚描述如下
这里也一样，引脚14的最大输入电压为5.2伏直流电。如果电源电压增加5.2伏，那么IC可能会由于高供电而损坏。虽然TTL和门集成电路和CMOS和门集成电路中实现的和门数量相同，但它们的内部电路安排不同。
和门的应用程序
逻辑与门在我们的日常生活中有很多应用。下面解释其中一些。
1) AND门用于计数器设备的使能和禁用目的。如果我们观察下面的电路，当计数器从0开始计数到100。当计数器接收到时钟信号时，它的计数增加1。
为了使计数从1到100成功，计数电路必须连续接收脉冲。因此可以通过计数器输入端的时钟信号来控制计数器电路。当我们将时钟信号作为2 -input AND门的输入连接时，AND门的第二个输入连接到Disable/ Enable信号。我们可以通过将第二个输入设置为0来停止设备计数。
我们知道,当任何一个输入的很低,然后与门的输出将成为低(0)。如果我们应用低电平信号,启用/禁用销0,与门的输出是很低的,因此它不允许任何时钟信号。
所以时钟信号没有到达计数器，所以我们可以停止计数操作，使与门的一个输入到低。如果我们想再次开始计数，我们应用一个高输入在启用/禁用引脚，即它被设置为1。以这种方式，计数器(其计数操作)由与门控制。
2).逻辑与门应用于园林照明灯、防照灯等安全装置中。他们有一种热辐射敏感装置，叫做“被动红外装置(PIR)”。因此，当一个热对象，如入侵者(未经授权的条目，如邻居的宠物)被设备检测到，热传感器产生一个高电压，使其设置在逻辑1。
由于泛光灯的光在白天看不清楚，当周围环境/气氛黑暗时，这些装置就开始使用了。热传感器触发时，热传感器状态为“ON”。带有与门的防盗系统框图如下所示。
单稳态装置在被触发时只产生一个脉冲。当与门的输出变高时，单稳器件的输出也变高并保持一段时间。换能器为泛光灯提供足够的电流。
由于泛光灯是一种高压器件，单稳态器件产生的输出不足以驱动光。所以我们用换能器来提高电流。
在商业安全装置中，我们使用一个继电器作为泛光灯的ON和OFF开关。
