更新时间:2024-01-08 15:56
非门(英文:NOT gate)又称非电路、反相器、倒相器、逻辑否定电路,简称非门,是逻辑电路的基本单元。非门有一个输入和一个输出端。当其输入端为高电平(逻辑1)时输出端为低电平(逻辑0),当其输入端为低电平时输出端为高电平。也就是说,输入端和输出端的电平状态总是反相的。非门的逻辑功能相当于逻辑代数中的非,电路功能相当于反相,这种运算亦称非运算。
实现逻辑代数非的功能,即输出始终和输入保持相反。当输入端为高电平(逻辑“1”)时,输出端为低电平(逻辑“0”);反之,当输入端为低电平(逻辑“0”)时,输出端则为高电平(逻辑“1”)。非门的数学逻辑表达式为:F= ,其真值表如下所示:
非门共有3种逻辑符号:形状特征型符号(ANSI/IEEEStd 91-1984)、IEC矩形国标符号(IEC 60617-12)和DIN符号(DIN 40700),分别如下图所示:
非门(反相器)通常采用CMOS逻辑和TTL逻辑,也可以通过NMOS逻辑、PMOS逻辑等来实现。
两管的栅极相连作为输入端,两管的漏极相连作为输出端。TN的源极接地,TP的源极接电源。为了保证电路正常工作,VDD需要大于TN管开启电压VTN和TP管开启电压VTP的绝对值的和,即UDD>UTN+ |UTP|。当Ui=0V时,TN截止,TP导通,Uo≈UDD为高电平;当Ui=UDD时,TN导通,TP截止,Uo≈0V为低电平。因此实现了逻辑非的功能。
TTL反相器由三部分组成,包括输入级、倒相级、输出级组成。由于输入和输出均为三极管结构,因此也成为三极管-三极管逻辑电路。其结构如图所示。
非门是基本的逻辑门,因此在TTL和CMOS集成电路中都是可以使用的。标准的集成电路有74X04和CD4049。74X04TTL芯片有14个引脚,4049CMOS芯片有16个引脚,两种芯片都各有2个引脚用于电源供电/基准电压,12个引脚用于6个反相器的输入和输出(4049有2个引脚悬空)。
在数字电路中最具代表性的CMOS非门集成电路是CD4069。