NAND-Gatter - NAND gate

Der TTL 7400-Chip, der vier NANDs enthält. Die beiden zusätzlichen Pins versorgen die Stromversorgung (+5 V) und verbinden die Masse

In der Digitalelektronik ist ein NAND-Gatter ( NOT-AND ) ein Logikgatter, das nur dann einen falschen Ausgang erzeugt, wenn alle seine Eingänge wahr sind; somit ist sein Ausgang komplementär zu dem eines UND-Gatters . Ein LOW (0)-Ausgang ergibt sich nur, wenn alle Eingänge zum Gate HIGH (1) sind; wenn irgendein Eingang LOW (0) ist, ergibt sich ein HIGH (1) Ausgang. Ein NAND-Gatter wird unter Verwendung von Transistoren und Sperrschichtdioden hergestellt. Nach den Gesetzen von De Morgan kann die Logik eines NAND-Gatters mit zwei Eingängen als AB = A + B ausgedrückt werden , wodurch ein NAND-Gatter äquivalent zu Invertern, gefolgt von einem ODER-Gatter, wird .

Das NAND-Gatter ist von Bedeutung, da jede boolesche Funktion durch Verwendung einer Kombination von NAND-Gattern implementiert werden kann. Diese Eigenschaft wird als funktionale Vollständigkeit bezeichnet . Es teilt diese Eigenschaft mit dem NOR-Gatter . Digitale Systeme, die bestimmte Logikschaltungen verwenden, nutzen die funktionale Vollständigkeit von NAND.

Die Funktion NAND( a ₁ , a ₂ , ..., a _n ) ist logisch äquivalent zu NOT( a ₁ AND a ₂ AND ... AND a _n ).

Eine Möglichkeit, A NAND B auszudrücken, ist , wobei das Symbol UND bedeutet und der Balken die Negation des Ausdrucks darunter bedeutet: im Wesentlichen einfach . ${\displaystyle {\overline {A\land B}}}$${\displaystyle {\land}}$${\displaystyle {\displaystyle \neg (A\land B)}}$

NAND-Gatter mit zwei oder mehr Eingängen sind als integrierte Schaltungen in Transistor-Transistor-Logik , CMOS und anderen Logikfamilien verfügbar .

Symbole

Es gibt drei Symbole für NAND-Gatter: das MIL/ ANSI- Symbol, das IEC- Symbol und das veraltete DIN- Symbol, das manchmal auf alten Schaltplänen zu finden ist. Weitere Informationen finden Sie unter Logikgattersymbole . Das ANSI-Symbol für das NAND-Gatter ist ein Standard-UND-Gatter mit einer angeschlossenen Inversionsblase.

MIL/ANSI-Symbol	IEC-Symbol	DIN-Symbol

Hardwarebeschreibung und Pinbelegung

NAND-Gatter sind grundlegende Logikgatter und werden als solche in TTL- und CMOS- ICs erkannt .

Diagramm der NAND-Gatter in einer integrierten Schaltung vom CMOS-Typ 4011.

CMOS-Version

Der Standard, der Serie 4000 , CMOS - IC ist die 4011, die vier unabhängige, mit zwei Eingängen, die NAND - Gatter umfasst.

Verfügbarkeit

Diese Geräte sind von den meisten Halbleiterherstellern wie Fairchild Semiconductor , Philips oder Texas Instruments erhältlich . Diese sind in der Regel sowohl im Durchsteck- DIL- als auch im SOIC- Format erhältlich. Datenblätter sind in den meisten Datenblattdatenbanken leicht verfügbar .

Die Standard-NAND-Gatter mit 2, 3, 4 und 8 Eingängen sind verfügbar:

• CMOS
  • 4011: Quad-2-Input-NAND-Gatter
  • 4023: Dreifach-NAND-Gatter mit 3 Eingängen
  • 4012: Duales 4-Eingangs-NAND-Gatter
  • 4068: Mono-NAND-Gatter mit 8 Eingängen
• TTL
  • 7400: Quad-2-Input-NAND-Gatter
  • 7410: Dreifach-NAND-Gatter mit 3 Eingängen
  • 7420: Duales 4-Eingangs-NAND-Gatter
  • 7430: Mono-NAND-Gatter mit 8 Eingängen

Implementierungen

NMOS NAND-Gatter	PMOS NAND-Gatter	CMOS- NAND-Gatter	TTL- NAND-Gatter
Das physikalische Layout eines CMOS NAND	Stirbt ein 74AHC00D quad 2-Eingangs - NAND - Gatter hergestellt von NXP	Siliziumimplementierung von 4 NAND-Gattern in einer integrierten Schaltung

Funktionale Vollständigkeit

Das NAND-Gatter hat die Eigenschaft der funktionalen Vollständigkeit , die es mit dem NOR-Gatter teilt . Das heißt, jede andere logische Funktion (UND, ODER usw.) kann nur unter Verwendung von NAND-Gattern implementiert werden. Ein ganzer Prozessor kann nur mit NAND-Gattern erstellt werden. In TTL-ICs, die Mehremitter- Transistoren verwenden , werden auch weniger Transistoren benötigt als ein NOR-Gatter.

Da auch NOR-Gatter funktionell vollständig sind, können, wenn keine spezifischen NAND-Gatter verfügbar sind, eines aus NOR- Gattern mit NOR-Logik hergestellt werden .

Gewünschtes Tor	NOR-Konstruktion

Siehe auch

• Sheffer-Schlaganfall
• UND-Tor
• ODER-Gatter
• NICHT Tor
• NOR-Gatter
• XOR-Gatter
• XNOR-Gatter
• NOR-Logik
• boolsche Algebra
• Flash-Speicher

Verweise

Externe Links

• TTL-NAND- und UND-Gatter – Alles über Schaltungen