与门电路

在数字电路中与门的电路符号如下图所示

A和B对应我们输入的值，对应上述1&1=1中的1&1，O为输出值，对应最后的结果1.

接下来我们进行仿真，用5V代表1，0V代表0，LED灯亮代表1，LED灯灭代表0.

有一路输入0V，LED不亮

同时给输入5V，LED灯亮

与门电路的实现

以上只是以电路符号的形式表现出来的与门的作用，但是在真实电路中是不存在这样分立元器件的。

那么如何用我们常用的电子元器件搭建与门电路呢？

二极管、电阻

要搭建与门电路最简单的办法是用二极管电阻实现。电路如下所示

A、B同时为0V

上图中O点可以看做是悬浮状态，A、B为输入，当A、B两端同时输入0V时，由于二极管的钳位作用，O点会输出0.7V，因为二极管的导通电压为0.7V，且保持不变。

此时的电路图等同于下图所示，相当于通过二极管直接接地。

A、B中有一个是3V

当A或者B输入端有一个输入为3V呢？

以上电路的情况和第一种情况是一样的，因为有一支二极管的导通压降为0.7V，那么输出就为0.7V。

A、B同时为3V

当A和B同时为3V时，电路图可以简化为下图

因为同时输入高电平，所以我们可以把两支二极管看成一支，这样电路图也就明了了，A点电势为3V，因为二极管自身有0.7V的压降，所以B点的电势为3.7V，同理输出点O点电势为3.7V。

通过以上分析，我们得出如下结果

如果把0.7V看做0，3.7V看做是1，那么结果和与逻辑的值一致，其结果如下

和程序中的或逻辑一样，或逻辑是只要有一个条件成立，其值便为真。

数字电路中电路符号如下：

接下来我们来探讨或门是如何实现的。

二极管、电阻

或门也可以用二极管电阻的方式来实现，而且比与门电路的实现还要简单，其电路图如下

当A、B同时给0V时，O点自不必说，这时候肯定为0V。

当A、B同时为3V时，这时候可以看做只有一支二极管，由于二极管的压降为0.7V，所以O点输出为3-0.7=2.3V。

当A、B中有一支为3V时，由于二极管的单向导电性，这时候二极管的电流只能通过电阻流向地，所以这时候的情况和第一种情况的结果是一样的，O点输出的也是2.3V。

也就是说只要有一个给3V，结果就是2.3V，其结果整理如下

如果把2.3V看做是高电平，0V看做是低电平，将得到如下真值表

程序中的逻辑运算在电脑芯片中便是通过这种方式实现的（只是其中的一种）。

二极管与或门虽然可以实现逻辑运算，但也有一些不足的地方，不足的地方如下所示：

①：电压的不一致性

与门和或门的电压不一致，注定二极管与或门不能有深层次的应用，比如与门中高电平为3.7V，而或门中的高电平却只有2.3V；

与门中的低电平为0.7V，而或门中的低电平却只有0V，电压的不一致性，就不能为更为复杂的门电路做衔接，比如与门后面再加上混合逻辑运算，这样就会出现电平的混乱。

②：电阻的选择问题

如下所示的与门电路，如果电阻选择10K的话，流过电阻的电流为（5-0.7）/10=0.43mA，这个电流是没有驱动能力的，只适合把他们设计在芯片内部，如果只是走信号的话，电阻是远远大于10K的，因为芯片需要低功耗。

如果我们选择10Ω的电阻是不是就有驱动能力了？

答案是肯定的，当我们选择的电阻是10Ω是流过电阻的电流为：（5-0.7）/10=430mA。

430ma的电流已经可以驱动一些电路模块、小马达之类的了，那么与门设计成这样不好吗？

当然不行，因为这个电路在没有负载的时候流过的电流仍旧为430mA，如此大的功耗是不允许的。

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