게이트 보편성

NAND 및 NOR 게이트에는 보편적인 특성이 있습니다. 즉, 게이트가 충분하면 두 게이트 유형 모두 다른 게이트 유형의 작동을 모방할 수 있습니다.

예를 들어, 연결된 3개의 NAND 게이트를 사용하여 OR 기능을 나타내는 회로를 구축하는 것이 가능합니다. 단일 게이트 유형이 다른 게이트 유형을 모방할 수 있는 능력은 NAND와 NOR만이 누릴 수 있는 것입니다. 사실, 디지털 제어 시스템은 NAND 또는 NOR 게이트만을 중심으로 설계되었으며, 필요한 모든 논리 기능은 상호 연결된 NAND 또는 NOR의 집합에서 파생됩니다.

이 속성의 증거로 이 섹션은 모든 기본 게이트 유형이 NAND 또는 NOR만 사용하여 형성될 수 있는 방법을 보여주는 하위 섹션으로 나뉩니다.

NOT 함수 구성

보시다시피 NAND 게이트를 인버터로 사용하는 두 가지 방법과 NOR 게이트를 인버터로 사용하는 두 가지 방법이 있습니다. TTL 입력을 함께 연결하면 구동 게이트에 대한 전류 부하가 증가하지만 두 방법 모두 작동합니다. CMOS 게이트의 경우 공통 입력 단자는 증가된 입력 커패시턴스로 인해 게이트의 스위칭 속도를 감소시킵니다.

인버터는 한 유형의 논리 기능을 다른 유형으로 변환하기 위한 기본 도구이므로 다음 그림에 표시되는 많은 인버터가 있을 것입니다. 이 다이어그램에서는 반전의 한 가지 방법만 보여줄 것이며, 사용하지 않은 NAND 게이트 입력이 +V(회로가 TTL인지 CMOS인지에 따라 Vcc 또는 Vdd)에 연결되고 사용되지 않은 입력이 NOR 게이트는 접지에 연결됩니다.

다른 반전 방법(NAND 또는 NOR 입력을 함께 연결)은 논리적(1 및 0) 관점에서 잘 작동하지만 TTL에 대한 증가된 전류 부하 및 증가된 입력 커패시턴스의 실제적인 관점에서 바람직하지 않습니다. CMOS용입니다.

"버퍼" 기능 구성

인버터(NOT) 기능을 수행하기 위해 NAND 및 NOR 게이트를 사용하는 것이 매우 쉽기 때문에 이러한 두 단계의 게이트가 출력이 입력과 동일한 논리 상태인 버퍼 기능이 되는 것은 당연합니다.

AND 함수 구성

NAND 게이트에서 AND 기능을 만들려면 NAND 게이트 출력에 인버터(NOT) 스테이지만 있으면 됩니다. 이 추가 반전은 첫 번째 N개를 "취소"합니다. 낸드 , AND 기능을 종료합니다. NOR 게이트에서 동일한 기능을 구현하려면 약간의 작업이 더 필요하지만 모든 입력을 NOR 게이트로 반전("NOT")하여 수행할 수 있습니다.

NAND 기능 구성

할 일이 없기 때문에 NAND 게이트를 사용하여 NAND 기능을 "구성"하는 방법을 보여 주는 것은 무의미합니다. NOR 게이트가 NAND 기능을 수행하도록 하려면 NOR 게이트의 출력뿐만 아니라 NOR 게이트에 대한 모든 입력을 반전해야 합니다. 2입력 게이트의 경우 인버터로 연결된 3개의 NOR 게이트가 더 필요합니다.

OR 함수 구성

NOR 게이트의 출력을 반전(인버터로 연결된 다른 NOR 게이트 사용)하면 OR 기능이 생성됩니다. 반면에 NAND 게이트는 AND 기능을 얻기 위해 NOR 게이트의 모든 입력을 반전해야 하는 것처럼 OR 기능을 모방하기 위해 모든 입력을 반전해야 합니다.

게이트에 대한 모든 입력을 반전시키면 해당 게이트의 필수 기능이 AND에서 OR로(또는 그 반대로) 반전된 출력으로 변경된다는 점을 기억하십시오. 따라서 모든 입력이 반전되면 NAND는 OR, NOR는 AND, AND는 NOR, OR은 NAND로 작동합니다. 부울 대수학에서 이 변환을 DeMorgan의 정리라고 합니다. , 이 책의 뒷부분에서 더 자세히 다룹니다.

NOR 함수 구성

NOR 게이트가 NAND처럼 작동하도록 하는 절차와 거의 동일하게 NAND 게이트가 NOR로 작동하도록 하려면 모든 입력과 출력을 반전해야 합니다.

검토:

<울>

NAND 및 NOR 게이트는 보편적입니다. 즉, 충분한 수로 상호 연결되어 있으면 모든 유형의 게이트를 모방할 수 있습니다.

관련 워크시트:

<울> <리>

TTL 논리 게이트 워크시트

<리>

부울 대수학 워크시트