逻辑门是数字世界的基本元素。在前一篇文章中，我们学习了基本逻辑门。这些基本门可以由通用门建造。数字逻辑中有两个通用门。它们是NAND门和NOR门。
如果这些门制作得当，其他基本门就可以很容易地建造。因此，它们被称为宇宙之门。由于它们易于制造和经济，这些浇口被广泛使用。
这篇文章解释了一种称为与非门的通用门。
大纲
与非门逻辑符号及等效电路
与非门是与门和非门的组合。它有能力执行3个逻辑门的操作，如或门，与门和非门。与门和与门的输出是相反的。我们应该知道，与门是由与门构成的。
它有2个输入X, Y和单输出z。使用二极管和晶体管的非门等效电路如下图所示。
与非门的输入通过二极管施加，这些二极管连接到BJT。
当两个NAND门二极管的输入都连接到一个高电压电平，即+ 5v(逻辑高)，那么两个二极管将反向偏置。由于二极管不导电，它们都将处于OFF状态。在这种情况下，晶体管Q1能够从电阻驱动电源电压。
这使得晶体管处于ON状态，因此输出电压Vce (Sat)将为0。同样的，如果我们对两个二极管都施加低电压(逻辑低)，即0，那么没有电流流过晶体管，因此它将变成OFF。这使得输出变得高。
与非门的电路和逻辑符号如下所示。
与非门运算的数学表达式为Z =(X.Y)̅。其中，“̅”表示反向操作。
与门真理表
从真值表可以看出，当任一输入处于低状态时，与非门的输出将是高的。如果两个输入都是HIGH，它将变成HIGH。
输入晶体管与非门
与非门也可以用晶体管来设计。为了设计一个双输入晶体管非门，我们将两个电阻连接到两个晶体管的基座上。+ 6v的电源电压通过一个电阻传递给第一晶体管的集电极。
输出通过晶体管和电阻的集电极收集。2个晶体管串联连接，即第一晶体管的发射极连接到第二晶体管的集电极，第二晶体管的发射极接地。
在输入端连接的电阻器每一个都是10K欧姆。
脉冲操作
如果我们应用两个不同的时钟信号作为与非门X和Y的输入，那么与非门的输出如下所示(X, Y为输入，Z为输出)
当两个输入都是高的，那么与非门的输出将是低的，当任何一个输入是低的，那么输出进入高电平。在上面的时钟脉冲的末端，输出是高水平的，因为一个输入是低的。
通用与非门
与非门被称为“通用门”。这是因为，这个门可以作为任何一个基本的逻辑门，只需在它的输入端做一些改变。大多数情况下，在设计其他基本逻辑门时，我们更喜欢NAND门而不是NOR门。让我们看看为什么这些是首选的，以及我们如何使用与非门设计其他门。
为什么我们更喜欢NAND门而不是NOR，来设计基本逻辑电路?
NOR门占用的面积大于NAND门占用的面积。由于所占面积高，与NOR门相关的电容也高。这将导致更多的延迟，因为输入到达输出所需的时间变得很高。
选择NAND门的另一个原因是它的“逻辑努力”很低。我们可以通过两种方法实现逻辑门。第一个也是最常用的方法是布尔函数法，第二个方法是逻辑努力法。NOR逻辑门的逻辑努力是5/3，而NAND门的逻辑努力是4/3。
具有低逻辑努力的门是更好的使用。因此，由于与非门具有较低的逻辑努力，它是速度和更好的输出时，其输入负载减少。
基本逻辑门只使用与非门
我们可以设计基本的逻辑门，如与门、或门、非门。让我们看看现在的非门可以执行所有三种类型的功能。
输入与非门
多输入与非门可以通过在其输入端连接其他逻辑门来设计。让我们看看3输入与非门的逻辑符号和真值表。布尔表达式不会随着输入数量的改变而改变。与非门的输出是与非门输入相乘的倒数。
3输入与非门符号
3输入与非门的布尔表达式是Q = (A.B.C)̅
3输入与非门真值表
3输入与非门的真值表如下
当所有的3个输入都是高时，3个输入与非门的输出是低的，它将是所有其他输入组合的高。
4-Input与非门
与3输入与非门类似，我们也可以设计4输入与非门。
其布尔表达式为Q = (A.B.C.D)̅
奇数与非门可以通过使一个输入“未使用”来设计。逻辑与非门的功能也称为谢弗笔画功能。这用向上的箭头或竖条表示，如A NAND B = A|B或A↑B。
常用的TTL和CMOS逻辑非门集成电路
7400四路2输入逻辑与非门集成电路
7400 NAND IC的规格是
- 最大供电电压为5.25V。
- 最小输入电压2.0。
- 输出电流为8mAV。
- 工作温度最高75°。
与非门的应用程序
逻辑与非门有许多应用，如防盗报警器、冷冻室蜂鸣器等。
防盗警报器
防盗报警电路如下所示。它有一个与非门与LDR输入。LDR是光相关电阻。当报警开关关闭时，其中一个与非门输入将是低电平。如果LDR保持光照，那么第二个输入也是低的。因此，与非门的两个输入是低的。所以如果出现这两种情况中的任何一种，与非门的输出变成HIGH，然后防盗警报响起，作为警报的信号。
防盗警报器是一种用于检测非法入侵的电子设备，是一种防盗警报器和防盗警报器。这些被用于商业、住宅和军事安全目的，以抵御入侵者。这些警报器可以连接到电视机和闭路电视监控系统。
冰箱警告蜂鸣器
这个冷库警告蜂鸣器电路使用与非门作为非门。单输入与非门(功能为非门)在其输入侧有两个热敏电阻。只要热敏电阻是冷的，它的电阻就会很高，因此与非门的输入就会很高。由于非门的功能是非门，非门的输出将是低的。
同样地，当热敏电阻变暖时，它的电阻会减小。因此热敏电阻上的电压降将很低，使与非门的输入变成low。
当两个热敏电阻上的电压降较低时，与非门的输出将变高，然后蜂鸣器响。
灯光防盗报警器
该电路由与非门组成，以简单锁存电路的形式连接。当开关连接到“A”时，蜂鸣器输入将断开。在这种情况下，LDR(作为闩锁的输入之一)对电路没有影响。但是当开关在' B '时，由于LDR的作用，蜂鸣器将是开的。蜂鸣器会同时发出声音，灯或闪光灯也会闪烁以发出警报。蜂鸣器只有返回到A位置才能关闭。
自动浇水系统
本技术发明适用于夜间水生植物。该电路只有在LDR断开(通常发生在晚上)和热敏电阻周围的大气潮湿时才起作用。该电路有一个继电器作为开关，只有当与非门的两个输入条件满足时，才允许抽水。
