Les portes lògiques són un petit circuit de commutació digital que determina la sortida de dues o més funcions introduïdes en format binari. L'1 lògic significa 'vertader' o 'alt' per naturalesa, mentre que el '0' lògic significa 'fals' o 'baix'. En funció de diferents operacions lògiques, la sortida és diferent. Hi pot haver moltes entrades en una porta lògica, però només hi haurà una sortida. Cada porta lògica té la seva pròpia taula de veritat que representa totes les combinacions d'entrada i sortida.

clau primària i clau composta en sql

Taula de contingut

• I Porta
• Funcionament
• Tipus
• Símbol
• Taula de la Veritat
• AND Gate en termes de transistor
• Aplicacions
• Avantatges
• Desavantatges
• Exemple resolt

Què és una porta AND?

AND gate és el fonamental porta lògica que executa la multiplicació lògica de l'entrada binària. L'operació AND es realitza de la mateixa manera que les multiplicacions estàndard d'1s i 0s. Una porta AND és un circuit lògic que realitza operacions AND a l'entrada del circuit. Quan totes les entrades són 1, la porta AND surt 1, en cas contrari surt 0. Un punt (.) indica l'operació AND.

Funcionament de la porta AND

AND Gate pren valors com a entrada i retorna -

Retorna 1, si totes les entrades són 1.

Retorna 0, si totes les entrades no són 1.

L'expressió de AND Gate és la següent:

Suposem que tenim dues entrades, A i B i la sortida s'anomena X, llavors l'expressió és:

X = (A. B)

Tipus de portes AND

Hi ha dos tipus de portes AND, segons el nombre d'entrades

2-Entrada I porta

Es necessiten 2 entrades i la taula de veritat en tindrà 2²= 4 combinacions possibles. La taula de veritat de la porta AND de 2 entrades és la següent:

X= A ⋅ B

3-Entrada I Porta

Té tres entrades i només una sortida. N'hi ha 2³= 8 combinacions d'entrada i sortida.

X= A ⋅ B ⋅ C

Símbol de la porta AND

A continuació es mostra el símbol de la porta AND, A i B representen les dues entrades. La porta AND realitza l'operació AND lògica a les entrades. La sortida es representa per la línia que s'estén des de la part inferior del símbol de la porta AND.

declaració javascript if

I Porta amb Taula de la Veritat

Taula de veritat de la porta AND

A la taula de veritat donada Quan les dues entrades A i B són 0, la sortida és 0. Si l'entrada A o B és 0 mentre que l'altra és 1, la sortida és 0. Només quan les entrades A i B són 1, la sortida és 1. Aquest comportament reflecteix l'operació lògica de la porta AND, on la sortida és certa (1) només quan totes les entrades són certes (1).

3 entrades I porta

AND Gate en termes de transistor

La porta AND és un dels principals blocs de construcció dels circuits lògics digitals. El seu funcionament també es pot explicar mitjançant el concepte de transistors

Representació de la porta AND en termes de transistor

En el diagrama anterior, transistor actuarà com a interruptor. Quan apliquem la tensió a través d'un terminal del col·lector, la tensió arriba al terminal de l'emissor quan la tensió del terminal base està entre 0 i la tensió del col·lector.

Prenguem un exemple quan les dues entrades són 0. Quan la tensió es subministra a través del terminal del col·lector del transistor Q1, el terminal de l'emissor no rep cap valor d'entrada perquè el valor del terminal base és 0. De la mateixa manera, l'emissor de Q1 està connectat al col·lector de transistor Q2, no proporciona corrent ni tensió. Per tant, la sortida de l'emissor del transistor 2 és 0 i, com a resultat, la sortida final (Q) també és 0.

noms de ciutats dels EUA

Aplicacions de AND Gate

• S'utilitza per dissenyar circuits complexos com ara sumadors , multiplicadors, etc.
• S'utilitza per controlar el sistema de semàfors. Per exemple: la llum verda s'ha d'activar quan totes les carreteres estiguin lliures.
• Es pot utilitzar en el sistema de seguretat, on la porta AND es pot utilitzar per activar una alarma quan hi ha molts sensor estan operats.
• Es pot utilitzar en la tècnica de detecció i correcció d'errors.

Avantatges de AND Gate

• Realitza operacions de conjunció lògica. Vol dir que produeix una sortida '1' quan totes les seves entrades són '1'.
• Consumeix poca potència en comparació amb qualsevol altra porta lògica complexa.
• És molt fàcil d'implementar utilitzant CMOS , TTL i molts més.

Desavantatges de AND Gate

• La porta AND té un rang de sortida limitat. Això significa que donarà una sortida alta quan totes les entrades siguin altes, sinó donarà una sortida baixa.
• Introdueix el retard de propagació que pot provocar problemes de sincronització.

Exemple resolt

Una persona vol construir el sistema de seguretat de la llar. La lògica és quan la porta està oberta i el sensor de moviment detecta moviment, llavors l'alarma hauria de començar a sonar. Quina lògica hauria de construir i quina porta lògica pot utilitzar?

Solució: Construïm la taula de la veritat:

Suposem que l'estat de la porta és '1' quan està oberta i '0' quan està tancada.

A més, l'estat del sensor de moviment és '1' quan es detecta moviment, sinó '0'.

Segons la pregunta, es dóna que l'alarma s'ha d'encendre quan la porta està oberta i es detecta moviment. Així, això es pot implementar mitjançant la porta AND tal com es veu a la taula anterior.

Com quan la porta està oberta i no es detecta cap moviment, no s'ha d'activar l'alarma i, en conseqüència, la resta de casos.

mètodes abstractes

Conclusió

En aquest article hem passat per la porta AND, hem vist les seves operacions amb els seus tipus, també hem passat pels seus símbols i taules de veritat, També hem passat pels seus avantatges i desavantatges, aplicacions amb exemples resolts.

AND Gate - Preguntes freqüents

Es pot utilitzar una porta AND per realitzar altres operacions lògiques com O o NO?

No, la porta AND sola no pot realitzar operacions de la porta OR o NOT. Es pot utilitzar en combinació d'una altra porta per realitzar l'operació.

Una porta AND pot tenir diferents nivells de tensió per a les seves entrades?

No, la porta AND no pot tenir un nivell de tensió diferent. Ha de tenir una alta o baixa tensió adequada. Si no hi és, la porta AND no funcionarà correctament.

Es pot utilitzar una porta AND per simular la multiplicació en aritmètica binària?

Sí, la multiplicació binària es pot realitzar amb l'ajuda de la porta AND. La lògica es pot fer utilitzant el concepte de multiplicació real.