basic logic gate

หน่วยที่ 3ลอจิกเกตพนื้ ฐานBASIC LOGIC GATE

ลอจกิ เกตพ้นื ฐาน อปุ กรณพ์ ืน้ ฐานในวงจรดจิ ติ อลเราเรยี กว่า ลอจิกเกต ซ่ึง ถกู ผลิตมาเปน็ ไอซี แบง่ ออกไดเ้ ป็น 2 ตระกลู คอื ตระกูลCMOS โครงสร้างภายในทามาจาก MOSFET มผี ล ต่อไฟฟา้ สถิตภายนอก ใช้ไฟเล้ียง 3 – 15 โวลท์ ตระกูล TTL โครงสร้างภายในเปน็ ทรานซสิ เตอร์ ใช้ ไฟเล้ยี ง 4.75 – 5.25 โวลท์

ลอจกิ เกตพ้ืนฐาน (ตอ่ ) ลักษณะทวั่ ๆไปของลอจกิ เกตจะเป็นวงจรรวมหรือทเ่ี รา นิยมเรียกวา่ IC (Integrate Circuit) บรรจอุ ยู่ในตวั ถัง พลาสติกแบบ DIP (Dual in line package) มขี าของ อุปกรณแ์ บง่ เปน็ 2 แถว แถวละ 7 – 8 ขา ถา้ นับรวมกนั จะเป็น 14 ขา หรอื 16 ขา เรียกวา่ 14 PIN – DIP หรือ 16 PIN - DIP

รูปแสดงลอจิกเกตไอซลี อจกิ เกตแบบ CMOS ไอซีลอจกิ เกตแบบ TTL

เครื่องหมายท่ีใชใ้ นสมการลอจกิ สมการลอจิกในระบบดจิ ติ อลจะใชอ้ ักษรตา่ งๆ เชน่ A B C Q Y เป็นต้น เปน็ สัญลกั ษณแ์ ทนตัวแปรของสมการลอจิก ส่วน เครื่องหมายทใ่ี ชใ้ นสมการมี 4 แบบคอื1. เคร่ืองหมายเทา่ กับ(=) แทนการเทา่ กันระหวา่ งสมการลอจิกทงั้ 2 ดา้ น เชน่ A+B = B+A2. เคร่ืองหมายบวก(+) แทนการออรก์ ันของตวั แปรในสมการเรยี ก เครอ่ื งหมายน้วี า่ ออร์ เชน่ Y = A+B3. เคร่ืองหมายคูณ( . ) แทนกนั แอนดก์ ันของตัวแปรในสมการเรียก เคร่อื งหมายนี้วา่ แอนด์ เชน่ Y = A.B อาจจะใช้ Y = AB ก็ได้4. เครอ่ื งหมายตรงกันข้าม ( x ) แทนการนอตเรยี กเครอ่ื งหมายน้ี ว่า บาร์ เชน่ Y = A

ตารางความจริง ตารางความจรงิ คือตารางแสดงสภาวะการทางานของ เกตตา่ งๆ ซ่งึ มีส่วนประกอบของอนิ พทุ และเอาทพ์ ุท ค่าตวั แปรจะมีเพยี ง 2 ค่าคือ 0 และ 1 สาหรบั จานวน แถวในตารางความจริงมคี ่าเทา่ กับ 2n เม่ือ n คอื จานวนตัวแปรดา้ นอนิ พทุ เชน่1. เม่ือมอี ทิ พทุ 2 ตวั แปร จะมจี านวนแถว 22 = 4 แถว2. เมอ่ื มอี นิ พทุ 3 ตวั แปร จะมจี านวนแถว 23 = 8 แถว3. เมอ่ื มอี ินพทุ 4 ตวั แปร จะมจี านวนแถว 24 = 16 แถว

ตวั อย่างตารางความจริงท่ีมี 2 อินพุท และ 3 อนิ พุท ตารางความจริง 2 อินพทุ 22 = 4 แถว ตารางความจรงิ 3 อินพทุ 23 = 8 แถว

แอนดเ์ กต (AND Gate) มี 2 อนิ พทุ ขึน้ ไป เอาท์พุทจะเป็น 1 กต็ อ่ เมอ่ื สภาวะอนิ พทุ เป็น 1 ทัง้ หมด สภาวะนอกจากน้นั เป็น 0 ทัง้ หมด สมการลอจกิ ของแอนด์เกต 2 อนิ พุท เขียนแทนด้วย Y = A.B หรอื Y = AB

แอนดเ์ กต 3 อนิ พุท สมการลอจกิ ของแอนด์เกต 3 อินพทุ เขยี นแทนด้วย Y = A.B.C หรือ Y = ABC

ออร์เกต (OR Gate) มี 2 อินพุทข้นึ ไป เอาทพ์ ทุ จะเป็น 1 กต็ ่อเมอ่ื สภาวะอินพทุ ใด อนิ พุทหนึ่งเป็น 1 หรอื เป็น 1 ทั้งหมด สภาวะนอกจากน้ันเปน็ 0 สมการลอจิกของออรเ์ กต 2 อนิ พทุ เขยี นแทนดว้ ย Y = A+B

ออร์เกต 3 อินพุท สมการลอจกิ ของออรเ์ กต 3 อินพทุ เขยี นแทนด้วย Y = A+B+C

นอตเกต (NOT Gate) เรยี กอีกอยา่ งว่า อินเวอรเ์ ตอร์ มีเพยี งอนิ พุทเดียว สัญญาณเอาท์พทุ จะมีสถานะตรงกันขา้ มกับสถานะของ อนิ พทุ หรืออาจจะเรยี กว่ากลบั กนั กับอนิ พุท สมการลอจกิ เขยี นแทนด้วย Y = A

แนนดเ์ กต (NAND Gate) มี 2 อินพุทข้นึ ไป เอาทพ์ ุทจะมสี ภาวะตรงกันข้ามกับแอนดเ์ กต ถา้ แอนดเ์ กตมีเอาทพ์ ทุ เปน็ 0 แนนดเ์ กตจะมีเอาทพ์ ทุ เป็น 1 ถา้ แอนดเ์ กตมีเอาทพ์ ุทเป็น 1 แนนด์เกตจะมีเอาทพ์ ทุ เปน็ 0 สมการลอจกิ ของแนนดเ์ กต 2 อินพทุ เขียนแทนดว้ ย Y = A.B หรือ Y = AB

แนนดเ์ กต 3 อนิ พุท สมการลอจกิ ของแนนด์เกต 3 อินพทุ เขยี นแทนด้วย Y = A.B.C หรือ Y = ABC

นอร์เกต (NOR Gate) มี 2 อนิ พทุ ขึ้นไป เอาทพ์ ทุ จะมสี ภาวะตรงกนั ข้ามกับออรเ์ กตถา้ ออรเ์ กตมเี อาทพ์ ุทเป็น 0 นอร์เกตจะมีเอาทพ์ ุทเป็น 1 ถา้ ออร์ เกตมเี อาทพ์ ทุ เป็น 1 นอรเ์ กตจะมีเอาทพ์ ุทเป็น 0 สมการลอจกิ ของนอรเ์ กต 2 อินพทุ เขียนแทนดว้ ย Y = A+B

นอร์เกต 3 อินพทุ สมการลอจกิ ของนอรเ์ กต 3 อินพทุ เขยี นแทนด้วย Y = A+B+C

เอ็กซ์คลูซฟี นอร์เกต (EXCLUSIVE NOR Gate) หรอื EX – NOR Gate จะมีเอาทพ์ ทุ เปน็ 1 กต็ ่อเมอื่ อินพทุ A และ B เหมือนกนั ถ้าอนิ พทุ มสี ภาวะนอกเหนอื จากนจี้ ะมี เอาทพ์ ทุ เป็น 0 สมการลอจิกของเอ็กซค์ ลูซฟี นอร์เกต เขียนแทนดว้ ย Y = AB + AB หรอื Y = A + B

เอก็ ซค์ ลซู ฟี ออร์เกต (EXCLUSIVE OR Gate) หรือ EX – OR Gate จะมเี อาทพ์ ุทเปน็ 1 ก็ตอ่ เมอื่ อินพทุ A และ B ตา่ งกัน ถ้าอินพทุ มีเหมอื นกันจะมเี อาท์พทุ เป็น 0 สมการลอจิกของเอก็ ซค์ ลซู ฟี นอร์เกต เขียนแทนดว้ ย Y = AB + AB หรือ Y = A + B