最为经典的基本逻辑门电路课堂

基本逻辑门电路

逻辑门电路也就是电子开关，在数字电路中使用了大量的电子开关。逻辑门电路是指有

两个以上的输入和一个输出的逻辑电路。最基本的3个逻辑电路是AND(与门) 电路、OR(或

门) 电路和NOT(非门) 电路。此外还有NAND(与非门) 电路等。

当地铁靠站时，

站台一侧的车门一起打

开，车门信号灯一起点亮。上下车完毕、铃

声停止后，车门关闭。这时，车门没有完全

关闭的车厢其车门信号灯依旧亮着，当全部

车门完全关闭、车门信号灯熄灭的同时，司

机驾驶台上的确认指示灯点亮。

图2-29 与门电路原理

如图2-29（a ）所示的串联接点电路，开关A 、B 的输入状态与指示灯的亮灭状态可归

结为真值表图2-29（d ）。完成这种动作的电路称作逻辑与 （运算）电路或称作AND 电路。

这种电路的逻辑符号是图2-29（b ），逻辑关系式是：X=A.B如图2-29（c ），即若输入全部

为“H ”则输出为“H ”，若输入有一个为“L ”则输出为“L ”

图2-30 用普通二极管构成的AND 电路

其应用电路如图2-30（a ）所示是用普通二极管构成的AND 电路。输入A 和B 的电压是

5伏。在此，5伏为高电平H ，0伏为低电平L 。当开关A 和开关L 相连时，电压表指示的电

压为0伏，开关A 和开关B 中，只要有一个与L 相连，电压电表×上的输出电压就是0伏，

只有两个开关都切换到H 时，电压表X 的指示才为5伏（H ）。因此，可以得到如图2-30（b ）

所示的真值表。

2、逻辑或运算—OR 电路

无人售票公共汽车的座位旁边有几组通知司机用的下车呼叫灯与按钮。乘客只要按下其

中的任何一个开关，所有的信号灯就一起点亮，通知司机有乘客要下车。汽车到站、打开车

门后，复位电路发挥作用，使电路恢复原状

（关掉所有的信号灯）

。其基本电路原理如图2-31

所示：

图中表示的是以并联方式连接的2个开关

A 和B 与信号灯的关系。将开关的合、并（ON 、

OFF ）

与信号灯的亮、灭之间用“1”、“0”对应，总结

了输入输出的所有状态。这称作真值表。

完成这种动作的电路（并联节点电路）称作逻辑

或（运算）电路或OR 电路。

图2-31 逻辑或电路原理图

这个电路的逻辑符号如图2-31（b ）， 逻辑式是X=A+B如图2-31（c ）， 即若输入中有

“1”则输出为“1” 输入全部为“0”则输出为“0”

用普通二极管构成的逻辑OR 电路。

输入电压均为5伏，用H 表示5伏，

用L 表示0伏。当开关A 和开关B 与

L 连接时，电阻上没有电流流动，电

压表指示0伏，即输出为L 。当开关

B 的二极管导通，电阻上有电流流动。

此时，电阻两端的电压为5伏，即输

出为H 。反之，当开关A 与H 相连，开

关B 与L 相连时，输出状态与上述相同。 图2-32 用普通二极管逻辑或电路示意图

最后，当开关A 和开关B 都连接H 时，电阻上有电流通过，电压表指示5伏，即输出为H

从而，可得到如图2-32（b ）所示的真值表。

3、逻辑非运算—NOT 电路

小轿车的车内灯是有（1）关灯、（2）持续亮灯、

（3）闪烁三部分电路组合而成的。这里介绍闪烁电

打开车门时，装在车门一角的推杠弹出，无论哪个

车门打开或者两个车门都打开时车内灯都点亮。反

之，只要不是全部的车门都关闭则车内灯不熄灭。

如图2-33（a ）所示为车内灯的开关原理图。从图中可见，开关A 断开时，电磁继电器的线圈没有

励磁，所以电磁继电器的接点×是闭合的，因此灯

图2-33 逻辑非运算—NOT 电路 被点亮。

合上开关A 时电磁继电器被通电励磁，接点×断开，

灯就熄灭了。完成这种动作的电路是进行逻辑非运算的电路，即非门电路或者是NOT 电路，

也称为反向器。图2-33（d ）是NOT 电路的真值表。

这种电路的逻辑符号如图2-33（b ），逻辑式是：X=A如图2-33（c ），即输入与输出状

态始终相反。

如图2-34所示是使用一般三极管的NOT 电路。开关A 连接L 时，三极管截止，电阻RC 上没有电流流动，因此没有电压降，电压表X 的指示值为5伏。当开关A 连接H 时，三极管的基极电压上升，集电极导通，电阻RC 上有电流通过而产生电压降，

电压表X 的指示值为0伏，即输出为L 。

可见这种电路中，输入端与输出端的逻

辑状态相反。

3、复合门电路简介。

在逻辑电路中，二极管、晶体管等

半导体器也被用来作为开关元器件发挥

着很大的作用。因为没有接点，所以被

称作无接点继电器。

图2-34 使用一般三极管的NOT 电路

上述门电路多级连接，即一个门的输出接到另一个门的输入时，带来两个问题：第一， 使用二极管和电阻构成的逻辑元件（二极管门电路）时，当将多个门串联起来后，电压电平

（1）和（0）的电平差逐渐缩小，即使设计的再好，在3-4极后仍会不可分辨。而且二极管 不具备使输入波形反相的功能，所以仅用二极管和电阻不能构成NOT 门电路。第二、这种门带负载能力差，由于分布电容和负载的影响，信号经过几级门以后，信号的前沿、后沿变坏，波形将严重失真。

为了克服以上缺点，实际应用中在与门及或门的后面加一级非门，利用三极管对与门(或门) 的输出波形进行放大、整形；并将二极管接在集电极上进行嵌位，保证输出高电平被嵌定于某一电平值，而当二极管饱和导通时，输出低电平为O.3v 左右。这样，高、低电平值不会因多级链接而发生偏离：另外，三极管有一定的带负载能力。从而可以构成与非门、或非门、与或非门电路，这类门电路统称为复合门门电路