Logische poorten zijn een van de belangrijkste onderwerpen in de elektronica, vooral in de digitale elektronica. Het concept van logische poorten is gebaseerd op het concept van Booleaanse functies. Logische poorten nemen een of meerdere binaire waarden als invoer en retourneren één binaire waarde als uitvoer nadat ze de logische berekening hebben uitgevoerd. Er zijn verschillende soorten GATE's beschikbaar in de digitale elektronica, sommige staan ​​bekend als basispoorten, en sommige staan ​​bekend als universele poorten.

tekstgrootte latex

A NAND-poort valt onder de categorie Universele poorten omdat de NAND-poort elke Booleaanse functie kan implementeren zonder de hulp van basispoorten en ook de resultaten van logische invoer kan berekenen zonder de hulp van een andere logische poort.

Inhoudsopgave

• Wat is een logische poort?
• 
  Symbool van EN-poort
• Waarheidstabel van AND Gate
• NAND-poort in termen van transistor
• Toepassingen van NAND-poort
• Voordelen van NAND-poort
• Nadelen van NAND-poort

Wat is NAND-poort?

Logische poorten zijn kleine digitale schakelcircuits die de uitvoer bepalen van twee of meer ingevoerde Booleaanse functies in binair formaat. Logisch 1 betekent Waar of Hoog van aard, terwijl Logisch 0 Vals of Laag van aard betekent. Op basis van verschillende logische bewerkingen verschilt de uitvoer. Er kunnen veel ingangen in een logische poort zijn, maar er zal slechts één uitgang zijn. Elke logische poort heeft zijn eigen waarheidstabel die alle combinaties van invoer en uitvoer vertegenwoordigt.

NAND-poort, ook bekend als Not-AND-poort, doet precies het tegenovergestelde of complementeert de EN-poort.

Werking van EN-poort

NAND Gate neemt Booleaanse waarden als invoer en retourneert:

• Retourneert 1 als alle invoer 0 of alternatief is (wat betekent dat de ene 0 is en de andere 1 of omgekeerd).
• Retourneert 0 als alle invoer 1 is

De Booleaanse expressie van NAND Gate is als volgt –

Stel dat we twee ingangen hebben, A en B, en de uitgang heet X, dan is de uitdrukking:

X = (A.B)’

Soorten NAND-poorten

Er zijn twee soorten NAND-poorten, gebaseerd op het aantal ingangen

• NAND-poort met 2 ingangen
• NAND-poort met 3 ingangen

NAND-poort met 2 ingangen

Het is de eenvoudigste vorm van een NAND-poort die twee ingangen nodig heeft en de uitgang retourneert. Er zijn er 2²= 4 combinaties van invoer en uitvoer.

NAND-poort met drie ingangen

Zoals de naam al doet vermoeden, heeft het drie ingangen en slechts één uitgang. Er zijn er 2³= 8 combinaties van invoer en uitvoer.

Shreya Ghoshal eerste echtgenoot

Symbool van EN-poort

Hieronder staat het symbool van de NAND-poort, A en B vertegenwoordigen de twee ingangen. De NAND-poort voert de logische NAND-bewerking uit op de ingangen. De uitvoer wordt weergegeven door de lijn die zich uitstrekt vanaf de onderkant van het NAND-poortsymbool.

De waarheidstabel van de NAND-poort met twee ingangen is als volgt:

algoritmen binair zoeken

NAND-poort

Waarheidstabel van AND Gate

In de gegeven waarheidstabel retourneert deze 1 als alle invoer 0 of alternatief is (wat betekent dat de ene 0 is en de andere 1 of omgekeerd). retourneert anders 0, als alle invoer 1 is.

3 Invoer NAND-poort

NAND-poort in termen van transistor

De NAND-poort is een van de belangrijkste bouwstenen van digitale logische circuits. De werking ervan kan ook worden verklaard via het concept van transistors. Transistoren zijn een soort halfgeleider apparaat dat hoofdzakelijk wordt gebruikt voor het versterken of schakelen van elektronische signalen.

NAND-poort in termen van transistor

Werking van het circuit

Hier in het bovenstaande diagram zijn er twee transistors genaamd Q1 en Q2, die in serie zijn verbonden. De collectorklem van Q1 is verbonden met Vcc en ook met de uitgangsklem. De emitter van Q1 is verbonden met de collector van Q2, waardoor de aansluiting in serie wordt gemaakt. De emitter van Q2 is verbonden met de aarde, waardoor het hele circuit compleet is.

Laten we een geval nemen waarin de ingangen A en B 0 zijn. In dit geval zal de transistor als een schakelaar werken en de verbinding tussen collector en emitter beëindigen. Wanneer de 5V-voeding AAN is, bereikt deze rechtstreeks de collectoraansluiting van de eerste transistor. De collectorterminal is verbonden met de uitgang, zodat de 5V-voeding rechtstreeks naar de uitgang gaat. De output zal dus HOOG zijn.

vlc video's downloaden van youtube

Toepassingen van NAND-poort

• Universele poort: NAND-poort wordt Universal Gate genoemd omdat alle logische basispoorten ermee kunnen worden gevormd.
• Gebruikt om gegevens op te slaan: NAND-poorten worden gebruikt om elementen zoals Flip-Flops en Latches te creëren, wat een belangrijk onderdeel is voor het opslaan van gegevens.
• Rekenkundige logica: NAND-poorten worden veelvuldig gebruikt in de Arithmetic and Logic Units (ALU's) van een computerapparaat om bewerkingen uit te voeren zoals optellen, aftrekken, enz.
• Gebruikt in decoder en encoder: NAND-poorten worden ook gebruikt in decoder- en encodercircuits om een ​​binaire code om te zetten in een reeks digitale signalen en omgekeerd.
• Gebruikt in multiplexers en demultiplexers: NAND-poorten worden in multiplexers gebruikt om te beslissen welke route een signaal moet volgen om een ​​enkele uitgang te bereiken. De demultiplexer doet precies het tegenovergestelde hiervan.
• Klokgeneratoren: NAND-poorten die in klokgeneratoren worden gebruikt om kloksignalen te genereren die verschillende bewerkingen in digitale circuits synchroniseren.
• Logische bewerkingen: NAND-poorten worden ook gebruikt om verschillende logische bewerkingen te implementeren.

Voordelen van NAND-poort

• Het is een Universele Poort: NAND-poort is een universele poort, dus deze kan worden gebruikt om elke logische basispoort te construeren zonder een andere poort te gebruiken. Het kan ook complexe logische problemen oplossen.
• Vereenvoudig logische expressies: Door alleen de NAND-poort te gebruiken, kunnen we complexe logische circuits vereenvoudigen en op een eenvoudiger manier weergeven.
• Lage componenten nodig: NAND-poort kan elke andere logische poort vertegenwoordigen, we kunnen NAND-poorten gebruiken om complexe logische uitdrukkingen op te lossen, en als gevolg daarvan is een klein aantal NAND-poorten vereist.
• Minder stroomverbruik: Het implementeren van logische functies met behulp van een NAND-poort verbruikt veel minder stroom dan andere poorten.

Nadelen van NAND-poort

• Gebrek aan flexibiliteit: Hoewel NAND een universele poort is, levert het implementeren van alle logische circuits met behulp van een NAND-poort niet altijd het meest geoptimaliseerde resultaat op.
• Snelheid: In sommige gevallen kan het gebruik van de NAND-poort resulteren in een voortplantingsvertraging. Voor het oplossen van deze logische expressies zijn mogelijk enkele speciale poorten nodig.

Opgelost voorbeeld van NAND-poort

Implementeer het gegeven circuit met behulp van de NAND-poort.

We hebben 4 ingangen genaamd A, B, C en D. Hier gaan we de functionaliteit van NAND Gate uitvoeren door 2 EN-poort en 1 OF-poort te gebruiken.

En in het resulterende gedeelte zullen we 2 NAND-poorten en 1 OF-poort gebruiken om het verschil te kennen tussen de functionaliteit van AND at en NAND-poort.

Schakelschema

0,2 als breuk

Oplossing:

De EN- en OF-poort omzetten in NAND-poort en de Booleaanse expressie hetzelfde houden.

Implementeer het gegeven circuit met behulp van de NAND-poort

Als resultaat krijgen we output: A’B’ + C’D’

NAND Gate – Veelgestelde vragen

Waarom heet NAND Gate Universal Gate?

NAND Gate wordt Universal Gate genoemd omdat het kan worden gebruikt om andere logische basispoorten zoals AND OR NOT te vormen zonder de hulp van een andere poort te gebruiken.

Waarin verschilt een NAND-poort van een EN-poort?

Wanneer we de uitvoer van de EN-poort omkeren, krijgen we de NAND-poort. Betekent dat het resultaat van de EN-poort alleen maar wordt omgekeerd in het geval van een NAND-poort. Het is een korte vorm van NIET-EN-poort.

Hoe wordt de logische NIET-werking bereikt in de NAND-poort?

De logische NOT-bewerking wordt uitgevoerd op de uitgang van de EN-poort. De NAND-poort is een combinatie van EN- en NIET-poort, waarbij twee of meer invoer de EN-get binnenkomt en een enkele uitvoer oplevert die vervolgens naar de NIET-poort wordt gevoerd, die het complement van de uitvoer oplevert.