گیت منطقی یکی از مهم ترین عناصر سازنده تمام مدارات و قطعات دیجیتالی است.

با توجه به اهمیت گیت ها و گسترش استفاده از آن لازم تا با این المان های الکترونیکی به خوبی آشنا باشید.

با مطالعه این مقاله و تماشای ویدیوی زیر به راحتی گیت های منطقی را خواهید شناخت.

گیت منطقی (Logic Gate) چیست؟

گیت های منطقی یکی از مولفه های اصلی الکترونیکی هستند که
براساس جبر بولی کار می کنند و برای برقراری هدایت الکتریسیته مورد استفاده قرار می گیرند.

این گیت ها برای پیاده سازی توابع منطقی هستند و از بلوک های اساسی سازنده ICها هستند.

* اگر به دنبال آن هستید که بدانید IC چیست به مقاله مرجع الکترونیک مراجعه کنید.

اصول عملکرد

گیت ها به طور کلی دارای یک یا چند ورودی از نوع باینری (دودویی) هستند و با اجرای عملیات منطقی روی آن یک خروجی باینری می سازند.

اصول عملیات گیت ها به این صورت است که مدار فقط با دو سطح ولتاژ کار می کند که
این سطوح ولتاژ صفر و یک منطقی نامیده می شوند.

زمانیکه ولتاژ سطح صفر یا یک به ورودی گیت داده می شود، خروجی گیت براساس ساختار خاص آن یکی از سطوح صفر یا یک خواهد بود.

اعداد باینری (binary)

اعدادی باینری در مبنای 2 هستند و داده های آن مقدار 0 یا 1 می گیرند و
قواعد ریاضیاتی بین آنها از جبر بولی پیروی می کند.

این قواعد شامل ارتباطات بین داده های صفر و یکی هستند که براساس دو عملگر + (OR) و . (AND) کار می کنند.

قاعده های کلی جبر بول به شرح زیر هستند :

X + 0 = X

X + 1 = 1

X + X = X

X + not(X) = 1

X . 0 = 0

X . 1 = X

X . X = X

X . not(X)= 0

قانون انجمنی 

A.(B.C) = (A.B).C
A + (B + C) = (A + B) + C

قانون جا به جایی

A.B = B.A
A + B = B + A

قانون توزیعی

x .(y + z) = x . y + x . z
(x +(y . z) = (x + y) . (x + z

آموزش جامع اعداد باینری بنر

ساختار داخلی گیت ها

گیت های منطقی اکثرا با استفاده از دیودها یا ترانزیستورها پیاده سازی می شوند که
نقشی مشابه سوئیچ های الکترونیکی دارند.

علاوه بر دیود و ترانزیستور، برخی از گیت ها با استفاده از لامپ خلا، رله الکترومغناطیسی، منطق سیال، منطق هوایی، اپتیک، مولکول و یا حتی عناصر مکانیکی ساخته می شوند.

گیت های پایه منطقی

هفت نوع گیت پایه وجود دارد:

1- AND

منطق AND

Y = A . B

عملکرد گیت AND به این صورت است که اگر هر یک از ورودی ها صفر باشد، خروجی صفر خواهد شد و
تنها در صورتی خروجی یک خواهد شد که هر دو ورودی یک باشند.

جدول عملکرد این گیت به نحوه زیر است:

جدول درستی AND

2- OR

گیت منطقی OR

Y = A + B

عملکرد گیت OR به این صورت است که اگر هر یک از ورودی ها یک باشد، خروجی یک خواهد شد و
تنها در صورتی خروجی صفر خواهد شد که هر دو ورودی صفر باشند.

جدول عملکرد این گیت به نحوه زیر است:

جدول درستی گیت OR

3- XOR

گیت منطقی XNOR

Y = A ⊕ B

عملکرد گیت XOR به این صورت است که اگر هر دو ورودی مشابه هم باشند خروجی صفر بوده و
اگر متفاوت باشند خروجی یک خواهد بود.

جدول عملکرد این گیت به نحوه زیر است:

جدول درستی XOR

4- NOT

منطق NOT

Y = ~A

گیت NOT منطق ورودی را معکوس می کند.

جدول عملکرد این گیت به نحوه زیر است:

جدول درستی NOT

5- NAND

گیت منطقی NAND

(Y = ~(A . B

گیت NAND همان گیت AND است که خروجی آن NOT شده است.

جدول عملکرد این گیت به نحوه زیر است:

جدول درستی NAND

6- NOR

گیت منطقی NOR

(Y = ~(A + B

گیت NOR همان گیت OR است که خروجی آن NOT شده است.

جدول عملکرد این گیت به نحوه زیر است:

جدول درستی گیت NOR

7- XNOR

گیت منطقی XOR

(Y = ~(A ⊕ B

گیت XNOR همان گیت XOR است که خروجی آن NOT شده است.

جدول عملکرد این گیت به نحوه زیر است:

جدول درستی گیت XNOR

عملیات های بسیار پیچیده، با بستن مدارهای ترکیب شده از گیت ها قابل اجرا هستند.

در تئوری ساخت و طراحی مدار با استفاده از گیت، هیچ محدودیتی برای تعداد آن ها وجود ندارد.

ثبت اطلاعات برای دریافت آموزش رایگان

مقاله بالا بخشی از بسته جامع الکترونیک (BEE) است.

برای مشاهده کامل این بسته کلیک کنید.

مشاهده بسته الکترونیک
بسته جامع آموزش الکترونیک

در نماتک نظر دهید