与门电路完整图

与门电路


带电源完整图


原理如图,RL 远大于 R1 ,如 :R1 = 1K Ω,RL = 100KΩ 。

K1 或 K2 、或者 K1 、K2 同时接地(开关下拨),闭合电路接通, Y 输出是二极管的正向电压 0.7 V ,即输出低电平;

只有 K1、K2 同时接高电平 (开关上拨),二极管全部截止,Y = E * RL / (R1+RL) ≈ E ,即输出高电平。

再增加相同结构的二极管,与门输入端子也就增加。逻辑关系:

Y = A * B ,只有 A、B 同时为 1 (高电平),Y = 1 。


### CMOS门电路的设计 CMOS是一种基本的逻辑门电路,其核心由NMOS和PMOS晶体管组成。通过合理的组合可以实现低功耗、高抗噪能力以及快速切换的特点[^2]。 #### 1. CMOS的基本结构 CMOS的核心在于利用互补型金属氧化物半导体(CMOS)技术来构建逻辑功能。具体来说,它由两个串联的NMOS晶体管和两个并联的PMOS晶体管构成。当输入信号满足特定条件时,输出端会呈现相应的高低电平状态。 以下是典型的CMOS门电路: ```plaintext Vdd | PMOS ---- PMOS | | Input A| |Output Y | | NMOS ---- NMOS | | GND ------ Input B ``` 在这个电路中: - **PMOS部分**:用于提供高电平输出路径。 - **NMOS部分**:用于接地形成低电平输出路径。 只有当所有输入均为高电平时,输出才会为高电平;否则,输出始终为低电平。 #### 2. 工作原理分析 对于上述电路,假设存在两路输入A和B,则有如下工作情况: - 当A=0 或 B=0 时,至少有一个NMOS导通,使得Y被拉至GND,即输出为0; - 当A=1 并且 B=1 时,所有的PMOS都处于导通状态而NMOS均截止,因此Vdd连接到Y,使输出变为1[^2]。 这种设计充分利用了MOSFET的不同特性,在保证性能的同时降低了能耗。 #### 3. 实际应用中的改进措施 为了进一步优化实际使用的CMOS,工程师们可能会采取一些额外的技术手段,比如增加保护二极管防止ESD损害、调整尺寸比例提升速度或者降低寄生效应等等。 ```python def cmos_and_gate(a, b): """模拟一个简单的CMOS AND Gate""" if a and b: return 1 # High level output when both inputs are high. else: return 0 # Low level otherwise. print(cmos_and_gate(1, 1)) # Example usage demonstrating expected behavior. ``` 以上Python函数仅作为概念演示,并不完全代表真实的硬件行为模型。 ---
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