논리 게이트 진리표:완전한 안내서

디지털 시스템은 인간 기술의 정점에 있습니다. 이러한 시스템에는 일반적으로 정보를 디지털 형식으로 저장, 처리 및 전달하는 마이크로컨트롤러 또는 컴퓨터가 포함됩니다.

그러나 그것이 모든 것의 표면입니다.

디지털 회로는 2진수 형식인 1과 0으로 정보를 교환합니다. 또한 논리 게이트는 오늘날 우리가 가지고 있는 대량의 디지털 논리 회로를 만든 토대를 마련합니다.

그러나 기본 논리 게이트 진리표에 대해 더 깊이 이해하려면 부울 논리에 익숙해야 합니다.

운 좋게도 우리는 논리 게이트, 이진 입력, 논리 연산 및 입력 조합에 대한 모든 것을 설명하기 위해 이 기사를 작성했습니다.

자, 버클을 채우고 시작하겠습니다!

논리 게이트와 진리표란 무엇입니까?

디지털 세계에서 논리 XOR 게이트는 표준 부울 기능을 처리하기 위해 함께 작동하는 트랜지스터 세트입니다.

또한 입력 레벨을 결합하면서 단일 출력 레벨을 생성하는 도구입니다. 따라서 논리 1은 높음을 의미하고 논리 0은 낮음을 의미합니다.

이진 출력 수학 함수의 다양한 혼합으로 디지털 시스템의 형태를 완전히 실현할 수 있습니다.

어떻게 작동합니까?

다양한 컴퓨터는 디지털 논리 게이트의 상호 관계로 인해 복잡한 작업을 수행할 수 있습니다.

제조업체는 분자, 트랜지스터, 광학, 다이오드 및 릴레이를 통해 기본 게이트를 구현합니다. 다른 기계적 요소에 의해서도. 이러한 이유로 논리 게이트를 전자 회로로 생각할 수 있습니다.

소규모 집적 회로(SSI), 초대형 집적 회로(VLSI) 및 대규모 집적 회로(LSI)와 같은 다양한 형태의 논리 게이트를 구축할 수 있습니다.

또한 개별 논리 게이트와 유사한 외부 연결뿐만 아니라 통합 전자 장치의 모든 게이트의 출력 및 입력에 액세스할 수 있습니다.

진리표

진실의 표

출처:위키미디어 커먼즈

진리표에는 다양한 입력 변수 조합이 포함됩니다. 또한 일치하는 출력 변수를 보여줍니다.

또한 진리표는 논리 회로의 게이트 출력이 다른 입력 논리 레벨에 어떻게 응답하는지 설명합니다.

이 표에서 전압 레벨은 논리 1과 논리 0입니다. 또한, 우리는 음의 논리와 양의 논리의 두 가지 논리 레벨을 가지고 있습니다.

논리 높음 및 논리 낮음

단순 논리 게이트의 모든 입력 및 출력에는 두 가지 수준이 있습니다. ON과 OFF, HIGH와 LOW, TRUE 또는 FALSE, 또는 1과 0.

정논리 시스템의 경우 높은 전압 레벨은 1이고 낮은 전압 레벨은 0입니다.

그러나 부논리 시스템에서 높은 전압 레벨은 0이고 낮은 전압 레벨은 1입니다.

그러나 TTL(트랜지스터-트랜지스터 로직)을 고려하면 낮은 상태는 0볼트, 높은 상태는 5볼트라고 볼 수 있습니다.

논리 게이트 유형

모든 종류의 디지털 구성 요소를 통합하기 위해 결합할 수 있는 7가지 주요 유형의 게이트가 있습니다. 7가지 유형의 논리 게이트를 모두 살펴보고 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.

AND 게이트

AND 게이트는 작동하기 위해 두 개 이상의 입력이 필요하며 단일 출력만 생성합니다. AND 게이트는 모든 입력이 논리 1 상태일 때 논리 1 출력을 생성합니다.

마찬가지로 모든 입력이 논리 0 상태일 때 논리 0을 출력합니다.

AND 연산을 나타내는 기호는 "."입니다. 또는 기호가 전혀 없습니다.

또한 X 및 Y 입력이 있는 경우 AND 게이트 입력은 출력을 Z =XY로 표현할 수 있습니다. AND 게이트 유형을 "all or nothing 게이트"라고 부를 수도 있습니다.

다음은 3입력 및 2입력 AND 게이트의 논리 기호와 진리표입니다.

출처:위키 커먼즈(편집됨)

3개의 입력 AND 게이트

진리표

또한 트랜지스터 또는 다이오드를 사용하여 이산 AND 게이트를 구현할 수 있습니다.

이에 따라 X 및 Y 입력을 0V 또는 +5V로 나타낼 수 있습니다. 또한 Z는 출력을 나타냅니다.

AND 게이트의 다이오드의 경우 두 입력이 동일한 값(X =+5V 및 Y =+5V)이면 다이오드는 OFF 상태가 됩니다.

이러한 이유로 전류는 저항을 통해 흐르지 않습니다. 따라서 전압 강하가 없습니다. 따라서 출력은 Z=+5V입니다.

마찬가지로 두 입력이 모두 0v이면 병렬 다이오드가 ON 상태가 됩니다. 따라서 다이오드는 단락 회로처럼 작동합니다. 또한 출력은 0V와 일치합니다.

논리 게이트 진리표– OR 게이트

AND 개별 게이트와 마찬가지로 OR 게이트는 두 개 이상의 입력을 가지며 단일 출력을 생성합니다.

그러나 OR 게이트는 입력 중 하나가 논리 1 상태인 경우 논리 1 출력을 생성합니다. 유사하게, 입력 중 하나가 논리 0 상태인 경우 논리 0 출력을 생성합니다.

즉, OR 게이트는 입력 중 하나가 1인 한 출력으로 1을 제공하는 단일 장치입니다. 이를 나타내는 데 사용되는 기호는 "+"입니다.

따라서 입력으로 X와 Y가 있는 경우 출력을 Z=X+Y로 나타낼 수 있습니다. 또한 OR 게이트를 "any or all gate"라고 부를 수 있습니다.

다음은 3입력 및 2입력 OR 게이트에 대한 논리 게이트 기호 및 진리표입니다.

2입력 OR 게이트

진리표

3입력 OR 게이트

진리표

또한 트랜지스터나 다이오드를 사용하여 이산 OR 게이트를 구현할 수 있습니다. X 및 Y 입력은 그에 따라 0v 또는 +5V입니다. 또한 Z는 출력을 나타냅니다.

두 입력이 동일한 값(X=0V 및 Y=0V)이면 두 다이오드 모두 OFF 상태가 됩니다. 따라서 저항을 통해 흐르는 전류를 차단합니다. 전압 강하가 없으므로 출력은 Z =0V입니다.

또한 둘 다 또는 임의의 입력이 +5V이면 병렬 다이오드가 ON 상태가 되고 단락 회로처럼 작동합니다.

논리 게이트 진리표– NOT GATE

NOT 게이트는 입력을 반대 방향으로 바꿉니다. 이러한 이유로 인버터라고도 할 수 있습니다. NOT 게이트에는 단일 입력과 하나의 병렬 출력만 있습니다.

이 장치의 출력은 항상 입력의 보충입니다. 따라서 논리 0 입력이 있는 경우 NOT 게이트는 논리 1 출력을 생성하고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

"-" 기호는 NOT 연산을 나타냅니다. NOT 연산은 'X'가 입력 변수를 나타내고 'Z'가 출력 변수를 나타낼 때 Z =X bar로 읽을 수 있습니다. NOT 연산을 Z =X bar로 읽을 수 있습니다.

NOT 게이트의 논리 기호와 진리표는 다음과 같습니다.

NOT 게이트 기호

진리표

X 표시 입력은 0V 또는 +5V입니다. Z는 또한 출력을 나타냅니다. 따라서 입력 X가 0V와 같을 때 트랜지스터(Q1)는 역 바이어스되고 OFF 상태를 유지합니다.

이러한 이유로 전류는 저항을 통해 흐르지 않습니다. 전압 강하가 없으므로 출력 전류(Z)가 +5V와 일치합니다.

논리 게이트 진리표– 낸드 게이트

NAND 게이트는 최초의 범용 게이트입니다. 범용 게이트는 단독으로 논리 회로를 실현할 수 있습니다.

이 게이트는 AND, OR 및 NOT의 세 가지 기본 논리 수준 기능을 수행할 수 있습니다. 또한 NAND 게이트는 NOT 및 AND 게이트의 융합입니다.

기호 "-"는 NAND 연산을 나타냅니다. NAND 게이트는 각 입력에 논리 1 레벨이 있는 경우에만 논리 0 출력을 생성합니다.

다음은 2입력 NAND 게이트의 기호 및 진리표입니다.

2입력 NAND 게이트

진리표

개별 NAND 게이트의 입력 X 및 Y가 +5V와 같을 때 두 다이오드는 모두 OFF 상태가 됩니다. 또한 트랜지스터(Q1)는 저항의 전원에서 충분한 베이스 드라이브를 얻습니다. 따라서 트랜지스터가 켜지고 출력이 0V와 일치합니다.

논리 게이트 진리표– NOR 게이트

NOR는 NOT OR의 약자로 NOR 게이트를 NOT 게이트와 OR 게이트 조합으로 만듭니다. NOR 게이트는 두 번째 범용 게이트입니다. 여기에서 NOR 게이트는 논리 0 레벨에서 논리 1 레벨 출력만 생성합니다.

또한 다른 입력 조합의 경우 출력은 논리 0 레벨로 유지됩니다. 다음은 NOR 게이트의 기호 및 진리표입니다.

2입력 NOR 게이트 기호

진리표

2개의 입력 AND 게이트 X 및 Y로 표시된 입력은 0V일 수 있습니다. 따라서 트랜지스터(Q1 및 Q2)는 OFF 상태를 유지합니다. 이러한 이유로 저항을 통해 전압이 흐르지 않습니다. 전압 강하가 없으므로 출력 전류(Z)는 +5V와 일치합니다.

그러나 입력 중 하나가 +5V와 같거나 두 입력이 모두 5V와 일치하면 유사한 트랜지스터가 ON 상태를 유지합니다. 따라서 출력 전류는 접지와 관련되며 =0V입니다.

논리 게이트 진리표– 배타적 OR 게이트

Ex-OR 게이트는 2개의 입력과 1개의 출력을 갖는 논리 회로입니다. 두 입력 중 하나가 논리 1 상태를 취하거나 두 입력이 모두 논리 1 상태인 경우 논리 1 상태를 취합니다.

또한 출력은 논리 0 상태를 취합니다. Ex-OR 게이트를 인버터처럼 사용할 수 있습니다. 그리고 이를 위해서는 하나의 입력 단자를 로직 1에 연결해야 합니다.

다음은 기호 및 진리표입니다.

Ex-OR 게이트

진리표

논리 게이트 진리표 – 배타적 NOR 게이트

X-NOR 게이트는 X-OR과 NOT 게이트의 융합입니다. 또한 2입력 및 1출력 개념이 있습니다.

X-NOR는 두 입력이 모두 논리 0 또는 논리 1일 때 논리 1 출력을 갖습니다. 입력의 한 부분은 1이고 다른 부분은 0이면 출력은 논리 0이 됩니다.

또한 이 문을 우연의 문이라고 부를 수 있습니다. 왜요? 단순한! 입력이 일치하는 경우에만 출력(1)을 생성합니다.

두 개의 입력 단자를 논리 0에 연결하여 이 게이트를 인버터로 사용할 수도 있습니다.

다음은 기호입니다.

배타적-NOR 게이트

마무리

수백만 개의 논리 게이트는 각각 고유한 애플리케이션을 가지고 있습니다. AND 게이트는 채널을 통해 데이터를 처리할 수 있는 활성화 게이트로 작동합니다. 또한 OR 게이트는 회로에서 하나 이상의 이벤트를 감지하는 데 도움이 됩니다.

NOT 유형의 게이트는 대부분의 회로에서 인버터처럼 작동하지만 NAND 게이트는 거의 모든 회로에서 보편적으로 사용됩니다. NOR 게이트도 보편적이며 XOR 및 XNOR 게이트는 산술 연산 속도를 높이고 회로의 패리티 감지 및 암호화를 각각 지원합니다. 이상으로 이 글을 마치겠습니다. 질문이 있는 경우 언제든지 연락해 주시면 기꺼이 도와드리겠습니다.