Logikgatter sind kleine digitale Schaltkreise, die die Ausgabe von zwei oder mehr eingegebenen Funktionen im Binärformat bestimmen. Die logische „1“ bedeutet von Natur aus „Wahr“ oder „Hoch“, während die logische „0“ von Natur aus „Falsch“ oder „Niedrig“ bedeutet. Basierend auf unterschiedlichen logischen Operationen unterscheidet sich die Ausgabe. Ein Logikgatter kann viele Eingänge haben, es gibt jedoch nur einen Ausgang. Jedes Logikgatter verfügt über eine eigene Wahrheitstabelle, die alle Kombinationen von Ein- und Ausgängen darstellt.

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Inhaltsverzeichnis

• UND Tor
• Betrieb
• Typen
• Symbol
• Wahrheitstabelle
• UND-Gatter in Bezug auf Transistoren
• Anwendungen
• Vorteile
• Nachteile
• Gelöstes Beispiel

Was ist ein UND-Gatter?

Das UND-Gatter ist das Grundelement Logikgatter das die logische Multiplikation der Binäreingabe ausführt. Die UND-Verknüpfung wird auf die gleiche Weise durchgeführt wie die Standardmultiplikationen von Einsen und Nullen. Ein UND-Gatter ist eine Logikschaltung, die UND-Verknüpfungen am Eingang der Schaltung durchführt. Wenn alle Eingänge 1 sind, gibt das UND-Gatter 1 aus, andernfalls gibt es 0 aus. Ein Punkt (.) kennzeichnet die UND-Verknüpfung.

Betrieb des UND-Gatters

AND Gate nimmt Werte als Eingabe und gibt zurück –

Gibt 1 zurück, wenn alle Eingaben 1 sind.

Gibt 0 zurück, wenn alle Eingaben nicht 1 sind.

Der Ausdruck des AND-Gatters ist wie folgt:

Angenommen, wir haben zwei Eingaben, A und B, und die Ausgabe heißt X, dann lautet der Ausdruck:

X = (A . B)

Arten von UND-Gattern

Abhängig von der Anzahl der Eingänge gibt es zwei Arten von UND-Gattern

UND-Gatter mit 2 Eingängen

Es werden zwei Eingaben benötigt und die Wahrheitstabelle hat zwei²= 4 mögliche Kombinationen. Die Wahrheitstabelle des UND-Gatters mit 2 Eingängen lautet wie folgt:

unveränderliche Liste

X= A ⋅ B

3 Eingänge und Tor

Es verfügt über drei Eingänge und nur einen Ausgang. Da sind 2³= 8 Kombinationen von Ein- und Ausgang.

X= A ⋅ B ⋅ C

Symbol des UND-Gatters

Unten ist das Symbol des UND-Gatters angegeben. A und B repräsentieren die beiden Eingänge. Das UND-Gatter führt die logische UND-Verknüpfung der Eingänge durch. Der Ausgang wird durch die Linie dargestellt, die sich vom unteren Rand des UND-Gatter-Symbols erstreckt.

UND-Tor mit Wahrheitstabelle

Wahrheitstabelle des UND-Gatters

In der gegebenen Wahrheitstabelle ist die Ausgabe 0, wenn beide Eingaben A und B 0 sind. Wenn eine Eingabe A oder B 0 ist, während die andere 1 ist, ist die Ausgabe 0. Nur wenn beide Eingaben A und B 1 sind, ist die Ausgabe ist 1. Dieses Verhalten spiegelt die logische Operation des UND-Gatters wider, bei der der Ausgang nur dann wahr ist (1), wenn alle Eingänge wahr sind (1).

3 Eingänge UND-Gatter

UND-Gatter in Bezug auf Transistoren

Das UND-Gatter ist einer der Hauptbausteine ​​digitaler Logikschaltungen. Seine Funktionsweise lässt sich auch mit dem Konzept der Transistoren erklären

UND-Gatter-Darstellung in Form eines Transistors

was ist 25 von 100

Im obigen Diagramm ist Transistor wird als Schalter fungieren. Wenn wir die Spannung über einen Kollektoranschluss anlegen, erreicht die Spannung den Emitteranschluss, wenn die Basisanschlussspannung zwischen 0 und der Kollektorspannung liegt.

Nehmen wir ein Beispiel, bei dem beide Eingänge 0 sind. Wenn die Spannung über den Kollektoranschluss des Transistors Q1 zugeführt wird, empfängt der Emitteranschluss keinen Eingangswert, da der Basisanschlusswert 0 ist. Ebenso ist der Emitter von Q1 mit dem Kollektor von verbunden Transistor Q2 liefert weder Strom noch Spannung. Daher ist der Emitterausgang von Transistor 2 0 und infolgedessen ist der Endausgang (Q) ebenfalls 0.

Anwendungen des AND-Gatters

• Es wird verwendet, um komplexe Schaltungen zu entwerfen, wie z Addierer , Multiplikatoren usw.
• Es wird zur Steuerung der Ampelanlage verwendet. Beispiel: Grünes Licht sollte aktiviert werden, wenn alle Straßen frei sind.
• Es kann in Sicherheitssystemen verwendet werden, in denen ein UND-Gatter verwendet werden kann, um einen Alarm zu aktivieren, wenn viele Personen anwesend sind Sensor betrieben werden.
• Es kann in der Fehlererkennungs- und Fehlerkorrekturtechnik eingesetzt werden.

Vorteile des AND-Gatters

• Es führt eine logische Konjunktionsoperation durch. Das bedeutet, dass es eine Ausgabe „1“ erzeugt, wenn alle seine Eingaben „1“ sind.
• Im Vergleich zu anderen komplexen Logikgattern verbraucht es wenig Strom.
• Es ist sehr einfach zu implementieren CMOS , TTL und viele mehr.

Nachteile des AND-Gatters

• Das UND-Gatter hat einen begrenzten Ausgangsbereich. Dies bedeutet, dass der Ausgang hoch ist, wenn alle Eingänge hoch sind, andernfalls wird der Ausgang niedrig sein.
• Es führt zu einer Ausbreitungsverzögerung, die zu Synchronisierungsproblemen führen kann.

Gelöstes Beispiel

Eine Person möchte das Sicherheitssystem für ihr Zuhause aufbauen. Die Logik besteht darin, dass der Alarm zu piepen beginnt, wenn die Tür geöffnet ist und eine Bewegung vom Bewegungssensor erkannt wird. Welche Logik soll er aufbauen und welches Logikgatter kann er nutzen?

Lösung: Erstellen wir die Wahrheitstabelle:

Nehmen wir an, der Türstatus ist „1“, wenn er geöffnet ist, und „0“, wenn er geschlossen ist.

Außerdem ist der Status des Bewegungssensors „1“, wenn eine Bewegung erkannt wird, andernfalls „0“.

Der Frage zufolge soll der Alarm ausgelöst werden, wenn die Tür geöffnet ist und eine Bewegung erkannt wird. Dies kann also mithilfe des UND-Gatters implementiert werden, wie in der obigen Tabelle dargestellt.

Wenn die Tür geöffnet ist und keine Bewegung erkannt wird, sollte kein Alarm ausgelöst werden, und dementsprechend auch in den übrigen Fällen.

Abschluss

In diesem Artikel haben wir das UND-Gatter durchgegangen, wir haben seine Operationen mit seinen Typen gesehen, wir haben auch seine Symbole und Wahrheitstabellen durchgegangen, außerdem haben wir seine Vor- und Nachteile sowie Anwendungen mit gelösten Beispielen durchgegangen.

AND-Gate – FAQs

Kann ein UND-Gatter verwendet werden, um andere logische Operationen wie ODER oder NICHT auszuführen?

Nein, das UND-Gatter allein kann keine Operationen des ODER- oder NICHT-Gatters ausführen. Es kann in Kombination mit anderen Gattern verwendet werden, um den Vorgang durchzuführen.

Kann ein UND-Gatter unterschiedliche Spannungspegel für seine Eingänge haben?

Nein, das UND-Gatter kann keinen unterschiedlichen Spannungspegel haben. Es sollte über die richtige Hoch- oder Niederspannung verfügen. Wenn es nicht vorhanden ist, funktioniert das UND-Gatter nicht richtig.

Kann ein UND-Gatter verwendet werden, um eine Multiplikation in der binären Arithmetik zu simulieren?

Ja, mit Hilfe eines UND-Gatters ist eine binäre Multiplikation möglich. Die Logik kann mithilfe des Konzepts der tatsächlichen Multiplikation erstellt werden.