論理ゲート すべてのデジタル回路およびシステムの基本コンポーネントです。デジタルエレクトロニクスには、 7 つの主要なタイプの論理ゲート さまざまな論理演算を実行するために使用されます。論理ゲートは基本的には ダイオード、トランジスタ、抵抗、コンデンサなどの部品を使用して設計された電子回路 、など、論理演算を実行できます。この記事では、論理ゲートの定義、真理値表、およびその他の関連概念について学習します。それでは、論理ゲートの基本的な紹介から始めましょう。

目次

• ロジックゲートとは何ですか?
• 論理ゲートの種類
• ANDゲート
• ORゲート
• ゲートではありません
• NORゲート
• NANDゲート
• XORゲート
• XNORゲート
• 論理ゲートの応用

ロジックゲートとは何ですか?

あ 論理ゲート ダイオード、トランジスタ、抵抗器などの電子部品を使用して設計された電子回路です。名前が示すように、論理ゲートは、コンピューターや通信システムなどのデジタル システムで論理演算を実行するように設計されています。

したがって、デジタル回路の構成要素は、デジタル回路に必要な多数の論理演算を実行する論理ゲートであると言えます。論理ゲートは 2 つ以上の入力を受け取ることができますが、生成する出力は 1 つだけです。論理ゲートの出力は、入力の組み合わせと論理ゲートが実行する論理演算によって異なります。

ロジックゲートの使用 ブール代数 論理的なプロセスを実行します。ロジック ゲートは、私たちが日常的に使用するほぼすべてのデジタル ガジェットに組み込まれています。論理ゲートは、電話、ラップトップ、タブレット、メモリ デバイスのアーキテクチャで使用されています。

論理ゲートの種類

論理ゲートは、データの操作を可能にするデジタル ゲートです。論理ゲート。論理を使用して信号を通過させるかどうかを決定します。一方、論理ゲートは、一連のルールに基づいて情報の流れを制御します。

論理ゲートは次の主なタイプに分類できます。

1. 基本的な論理ゲート

3 つの基本的な論理ゲートがあります。

1. ANDゲート
2. ORゲート
3. ゲートではありません

2. ユニバーサルロジックゲート

デジタル エレクトロニクスでは、次の 2 つの論理ゲートが汎用論理ゲートとみなされます。

1. NORゲート
2. NANDゲート

3. 派生論理ゲート

次の 2 つは、デジタル システムで使用される派生論理ゲートです。

1. XORゲート
2. XNORゲート

これらのタイプの論理ゲートを 1 つずつ詳しく説明します。

ANDゲート

デジタル エレクトロニクスにおいて、AND ゲートは、入力された入力の論理積を実行する基本的な論理ゲートの 1 つです。適用されるすべての入力が High またはロジック 1 の場合にのみ、High またはロジック 1 の出力を生成します。それ以外の場合、AND ゲートの出力は Low またはロジック 0 になります。

AND ゲートのプロパティ:

以下は、AND ゲートの 2 つの主なプロパティです。

• AND ゲートは、一度に 2 つ以上の入力値を受け入れることができます。
• すべての入力がロジック 1 の場合、このゲートの出力はロジック 1 になります。

AND ゲートの動作は、AND ゲートのブール式と呼ばれる数式で記述されます。

オラクルとは何ですか

2 入力 AND ゲートの場合、ブール式は次のように与えられます。

Z = A.B

ここで、A と B は AND ゲートへの入力であり、Z は AND ゲートの出力を示します。

この式は、次のように任意の数の入力変数に拡張できます。

Z=A.B.C.D…

AND ゲートの真理値表:

2 入力 AND ゲートの真理値表を以下に示します。

AND ゲートの記号:

2 入力 AND ゲートの論理記号を次の図に示します。

2入力ANDゲートの記号

ORゲート

デジタルエレクトロニクスでは、すべての入力がローまたは論理 0 の場合にのみローまたは論理 0 出力を生成する一種の基本論理ゲートがあります。他のすべての入力の組み合わせでは、OR ゲートの出力はハイまたは論理 1 になります。論理ゲートはORゲートと呼ばれます。 OR ゲートは、2 つ以上の入力を持ち、出力は 1 つだけになるように設計できます。 OR ゲートの主な機能は、論理和演算を実行することです。

OR ゲートのプロパティ:

OR ゲートには次の 2 つのプロパティがあります。

• 一度に 2 つ以上の入力行を含めることができます。
• OR ゲートへのすべての入力が Low または論理 0 の場合、OR ゲートの出力は Low または論理 0 になります。

OR ゲートの動作は、OR ゲートのブール式と呼ばれる数式を通じて数学的に説明できます。

2 入力 OR ゲートのブール式は次のように与えられます。

Z = A + B

3 入力 OR ゲートのブール式は次のようになります。

Z = A + B + C

ここで、A、B、C は入力、Z は出力変数です。このブール式は、任意の数の入力変数に拡張できます。

Java乱数ジェネレーター

OR ゲートの真理値表:

OR ゲートの真理表は、入力と出力の間の関係を記述します。以下は 2 入力 OR ゲートの真理値表です。

OR ゲートのシンボル:

2 入力 OR ゲートの論理記号を次の図に示します。

2入力ORゲートの記号

ゲートではありません

デジタル エレクトロニクスでは、NOT ゲートは、次のことを実行するために使用されるもう 1 つの基本的な論理ゲートです。 入力信号の補数 それに適用されました。必要な入力は 1 つと出力 1 つだけです。 NOT ゲートの出力は、それに適用される入力の補数になります。したがって、ローまたは論理 0 の出力を NOT ゲートに適用すると、ハイまたは論理 1 の出力が得られ、その逆も同様です。 NOT ゲートは反転演算を実行するため、インバーターとも呼ばれます。

NOT ゲートのプロパティ:

• NOT ゲートの出力は、それに適用される入力の補数または反転です。
• NOT ゲートは出力を 1 つだけ受け取ります。

NOT ゲートの論理演算は、以下に示すブール式で説明されます。

Z= overline{A}

入力変数 A の上のバーは反転演算を表します。

OR ゲートの真理値表:

真理値表は、入力と出力の関係を示します。以下は NOT ゲートの真理値表です。

NOTゲートのシンボル

NOT ゲートの論理回路記号を次の図に示します。ここで、A は入力ライン、Z は出力ラインです。

NOT the Gateのシンボル

NORゲート

NOR ゲートは、2 つ以上の入力を受け取り、出力は 1 つである汎用論理ゲートの一種です。これは基本的に 2 つの基本論理ゲート、つまり OR ゲートと NOT ゲートの組み合わせです。したがって、次のように表現できます。

NOR ゲート = OR ゲート + NOT ゲート

言い換えれば、NOR ゲートは OR ゲートの後に NOT ゲートが続いたものです。

NOR ゲートの特性:

NOR ゲートの 2 つの重要な特性は次のとおりです。

二分木の例

• NOR ゲートは 2 つ以上の入力を持ち、1 つの出力を与えることができます。
• NOR ゲートは、すべての入力がローまたは論理 0 の場合にのみ、ハイまたは論理 1 出力を与えます。

基本的な論理ゲートと同様に、NOR ゲートのブール式と呼ばれる数式を使用して NOR ゲートの動作を記述することができます。

2 入力 NOR ゲートのブール式を以下に示します。

C=overline{A+B}

この式は、任意の数の入力変数に拡張できます。

上記のブール式では、変数 A と B は入力変数と呼ばれ、変数 C は出力変数と呼ばれます。

NOR ゲートの真理値表:

以下は、入力と出力の関係を示す 2 入力 NOR ゲートの真理表です。

NORゲートのシンボル

NANDゲート

デジタル エレクトロニクスでは、NAND ゲートは、論理演算を実行するために使用される別のタイプの汎用論理ゲートです。 NAND ゲートは AND ゲートの反転動作を実行します。 NOR ゲートと同様に、NAND ゲートも 2 つ以上の入力ラインを持つことができますが、出力ラインは 1 つだけです。

NAND ゲートは、2 つの基本論理ゲート、つまり AND ゲートと NOT ゲートの組み合わせとしても表されます。したがって、次のように表現できます。

NAND ゲート = AND ゲート + NOT ゲート

NAND ゲートの特性:

NAND ゲートの 2 つの主要な特性は次のとおりです。

• NAND ゲートは、一度に 2 つ以上の入力を受け取ることができ、適用された入力の組み合わせに基づいて 1 つの出力を生成します。
• NAND ゲートは、すべての入力が High または論理 1 の場合にのみ、Low または論理 0 出力を生成します。

NAND ゲートの式は、ブール式と呼ばれる数式を通じて説明できます。以下は 2 入力 NAND ゲートのブール式です。

C=overline{AB}

この式では、A と B が入力変数、C が出力変数です。この関係は、3 つ、4 つ、またはそれ以上など、任意の数の入力変数に拡張できます。

NANDゲートの真理値表:

真理値表は、NAND ゲートの動作を記述し、それらの間の論理関係を示す入力と出力の表です。

NANDゲートのシンボル:

NAND ゲートの論理シンボルは、次の図に示すように、出力端にバブルが付いた AND ゲートとして表されます。 2入力NANDゲートのシンボルです。

NANDゲートのシンボル

XORゲート

デジタル エレクトロニクスには、XOR ゲートと呼ばれる特別に設計された論理ゲートがあり、デジタル回路で次の処理を実行するために使用されます。 合計モジュール 。とも呼ばれます 排他的ORゲートまたはEx-ORゲート 。 XOR ゲートは、一度に 2 つの入力のみを受け取り、出力を与えることができます。 XOR ゲートの出力は、その 2 つの入力が異なる場合にのみ High または論理 1 になります。

XOR ゲートのプロパティ:

XOR ゲートの主なプロパティは次の 2 つです。

• 一度に受け入れられる入力は 2 つだけです。 3 入力以上の XOR ゲートに勝るものはありません。
• XOR ゲートの入力が異なる場合、その出力は論理 1 または High になります。

XOR ゲートの動作は、ブール式と呼ばれる数式を通じて説明できます。以下は、XOR ゲートの出力のブール式です。

Z=A oplus B

ここで、Z は出力変数、A と B は入力変数です。

この式は次のように書くこともできます。

Z=A overline{B}+overline{A}B

XOR ゲートの真理値表:

真理値表は、入力と出力の間の関係と、さまざまな入力の組み合わせに対する XOR ゲートの動作を説明する入力と出力の表です。 XOR ゲートの真理値表は次のとおりです。

Javaのタイプ

XOR ゲートのシンボル:

XOR ゲートの論理記号を次の図に示します。

XORゲートのシンボル

Javaを配列にリストする

XNORゲート

XNOR ゲートは、実装に使用される別のタイプの特殊目的論理ゲートです。 デジタル回路の排他動作 。デジタル回路で排他的 NOR 演算を実装するために使用されます。 Ex-NOR ゲートまたは排他的 NOR ゲートとも呼ばれます。これは、XOR ゲートと NOT ゲートという 2 つの論理ゲートの組み合わせです。したがって、次のように表現できます。

XNOR ゲート = XOR ゲート + NOT ゲート

XNOR ゲートの両方の入力が類似している場合、その出力は High または論理 1 になります。それ以外の場合、出力はローまたは論理 0 になります。したがって、XNOR ゲートは類似性検出回路として使用されます。

XNOR ゲートのプロパティ:

XNOR ゲートの 2 つの主要なプロパティは次のとおりです。

• XNOR ゲートは 2 つの入力のみを受け取り、1 つの出力を生成します。
• XNOR ゲートの出力は、同様の入力がある場合にのみ High またはロジック 1 になります。

XNOR ゲートの動作は、XNOR ゲートのブール式と呼ばれる数式を通じて説明できます。以下は XNOR ゲートのブール式です。

Y=A odot B

この式は次のように書くこともできます。

Y=AB + overline{A} overline{B}

ここで、A と B は入力、Y は出力です。

XNOR ゲートの真理値表:

XNOR ゲートの真理値表を以下に示します。この真理表は、XNOR ゲートの入力と出力の間の関係を記述しています。

XNORゲートのシンボル:

XNOR ゲートの論理記号を次の図に示します。ここで、A と B は入力、Y は出力です。

XNORゲートのシンボル

論理ゲートの応用

論理ゲートは、すべてのデジタル回路やコンピューターなどのデバイスの基本的な構成要素です。以下に、回路設計に論理ゲートが使用されている主要なデジタル デバイスをいくつか示します。

• コンピュータ
• マイクロプロセッサ
• マイクロコントローラー
• デジタルウォッチとスマートウォッチ
• スマートフォンなど

Logic Gates に基づく - FAQ

ロジックゲートとは何ですか?

論理ゲートは、提供された入力に対して論理演算を実行し、適切な出力を生成するデジタル回路です。

ユニバーサルゲートとは何ですか？

特定の論理プロセスを実行するために、2 つ以上の基本ゲートを結合してユニバーサル ゲートが作成されます。ユニバーサル ゲートは NAND ゲートと NOR ゲートです。

入力 0 が適用されたときの NOT ゲートの出力は何ですか?

NOTゲートはインバータなので。その結果、0 が入力として使用される場合、出力は 1 になります。

インバーターとして知られている論理ゲートはどれですか?

インバータは NOT ゲートとも呼ばれます。得られる出力は入力の逆になります。

OR ゲートのブール式は何ですか?

A と B が入力の場合、OR ゲートの出力は Y=A+B として与えられます。

XNOR ゲートのブール式は何ですか?

A と B が入力の場合、XNOR ゲートの出力は Y=A.B+A’B’ として与えられます。