ロジック ゲートは、エレクトロニクス、特にデジタル エレクトロニクスにおける最も重要なトピックの 1 つです。論理ゲートの概念は、ブール関数の概念に依存しています。論理ゲートは、1 つまたは複数のバイナリ値を入力として受け取り、論理計算を行った後、出力として 1 つのバイナリ値を返します。デジタル エレクトロニクスではいくつかの種類のゲートが利用可能で、その一部は基本ゲートとして知られており、また一部はユニバーサル ゲートとして知られています。
あ NANDゲート NAND ゲートは、基本ゲートの助けを借りずに任意のブール関数を実装でき、他の論理ゲートの助けを借りずに論理入力の結果を計算できるため、ユニバーサル ゲートのカテゴリに分類されます。
目次
NANDゲートとは何ですか?
論理ゲートは、バイナリ形式で入力された 2 つ以上のブール関数の出力を決定する小型のデジタル スイッチング回路です。論理 1 は本質的に True または High を意味し、論理 0 は本質的に False または Low を意味します。さまざまな論理演算に基づいて、出力は異なります。論理ゲートには多くの入力がありますが、出力は 1 つだけです。各論理ゲートには、入力と出力のすべての組み合わせを表す独自の真理値表があります。
NAND ゲートは Not-AND ゲートとも呼ばれ、AND ゲートの正反対または相補的な動作を行います。
ANDゲートの動作
NAND ゲートはブール値を入力として受け取り、次を返します。
- すべての入力が 0 または代替 (1 つが 0、もう 1 つが 1、またはその逆) の場合、1 を返します。
- すべての入力が 1 の場合、0 を返します
の ブール式 NAND ゲートの構造は次のとおりです。
A と B という 2 つの入力があり、出力が X であるとすると、式は –
バブルソートJava
X = (A . B)’
NANDゲートの種類
NAND ゲートには入力数に応じて 2 つのタイプがあります。
- 2入力NANDゲート
- 3入力NANDゲート
2入力NANDゲート
これは、2 つの入力を受け取り、出力を返す最も単純な形式の NAND ゲートです。 2つあります2= 入力と出力の 4 つの組み合わせ。
3入力NANDゲート
名前が示すように、入力が 3 つと出力が 1 つだけあります。 2つあります3= 入力と出力の 8 つの組み合わせ。
ANDゲートの記号
以下に NAND ゲートのシンボルを示します。A と B は 2 つの入力を表します。 NAND ゲートは、入力に対して論理 NAND 演算を実行します。出力は、NAND ゲート シンボルの下部から伸びる線で表されます。
の 真理値表 2 入力 NAND ゲートの構造は次のとおりです。
NANDゲート
Javaのセット
ANDゲートの真理値表
指定された真理値表において、すべての入力が 0 または代替 (1 つが 0、もう 1 つが 1、またはその逆) の場合、1 を返します。それ以外の場合、すべての入力が 1 の場合は 0 を返します。
3入力NANDゲート
トランジスタで言うNANDゲート
NAND ゲートは、デジタル論理回路の主要な構成要素の 1 つです。その動作はトランジスタの概念によって説明することもできます。トランジスタは一種です 半導体 主に電子信号を増幅したり切り替えたりするために使用されるデバイス。
トランジスタでいうNANDゲート
回路の働き
上の図では、Q1 と Q2 という名前の 2 つのトランジスタが直列構成で接続されています。 Q1 のコレクタ端子は Vcc に接続されるとともに出力端子にも接続されます。 Q1 のエミッタは Q2 のコレクタに接続されており、直列構成で接続されています。 Q2 のエミッタはグランドに接続され、回路全体が完成します。
入力 A と B が 0 の場合を考えてみましょう。この場合、トランジスタはスイッチのように動作し、コレクタとエミッタ間の接続を終了します。 5V 電源がオンの場合、5V 電源は最初のトランジスタのコレクタ端子に直接到達します。コレクタ端子は出力に接続されているため、5V電源が直接出力に供給されます。したがって、出力は HIGH になります。
NANDゲートの応用例
- ユニバーサルゲート: NAND ゲートは、すべての基本的な論理ゲートをこれを使用して構成できるため、ユニバーサル ゲートと呼ばれます。
- データの保存に使用されます: NAND ゲートは、データを保存するための重要なコンポーネントであるフリップフロップやラッチなどの要素を作成するために使用されます。
- 算術論理: NAND ゲートは、加算、減算などの演算を実行するために、コンピューティング デバイスの算術論理演算ユニット (ALU) で広く使用されています。
- デコーダとエンコーダで使用される: NAND ゲートは、バイナリ コードをデジタル信号のセットに変換する、またはその逆の変換を行うデコーダおよびエンコーダ回路でも使用されます。
- マルチプレクサとデマルチプレクサで使用されます。 NAND ゲートは、信号が単一の出力に到達するためにどのルートを通るかを決定するためにマルチプレクサで使用されます。デマルチプレクサはこれとはまったく逆のことを行います。
- クロックジェネレータ: NAND ゲートは、デジタル回路のさまざまな動作を同期させるクロック信号を生成するクロック ジェネレーターで使用されます。
- 論理演算: NAND ゲートは、さまざまな論理演算の実装にも使用されます。
NANDゲートのメリット
- それはユニバーサルゲートです： NAND ゲートはユニバーサル ゲートであるため、他のゲートを使用せずに基本的な論理ゲートを構築するために使用できます。また、複雑な論理問題を解決することもできます。
- 論理式を簡略化します。 NAND ゲートのみを使用すると、複雑な論理回路を簡素化し、より単純な方法で表現できます。
- 必要なコンポーネントが少ない: NAND ゲートは他の論理ゲートを表すことができ、NAND ゲートを利用して複雑な論理式を解くことができるため、必要な NAND ゲートの数は少なくなります。
- 消費電力の削減: NAND ゲートを使用して論理関数を実装すると、他のゲートよりも消費電力が大幅に少なくなります。
NANDゲートのデメリット
- 柔軟性の欠如: NAND はユニバーサル ゲートですが、NAND ゲートを使用してすべての論理回路を実装しても、常に最適化された結果が得られるとは限りません。
- スピード： 場合によっては、NAND ゲートを使用すると伝播遅延が発生する可能性があり、それらの論理式を解決するには専用のゲートが必要になる場合があります。
NANDゲートの解決例
NAND ゲートを使用して指定された回路を実装します。
A、B、C、D という名前の 4 つの入力があります。ここでは、2 つの AND ゲートと 1 つの OR ゲートを使用して NAND ゲートの機能を実行します。
そして、結果のセクションでは、2 つの NAND ゲートと 1 つの OR ゲートを使用して、AND ゲートと NAND ゲートの機能の違いを確認します。
回路図
解決：
AND ゲートと OR ゲートを NAND ゲートに変換し、ブール式を同じに保ちます。
NANDゲートを使用して指定された回路を実装します
結果として、次の出力が得られます: A'B' + C'D'
NAND ゲート – FAQ
NANDゲートはなぜユニバーサルゲートと呼ばれるのでしょうか?
NAND ゲートは、別のゲートの助けを借りずに AND OR NOT などの他の基本的な論理ゲートを形成するために使用できるため、ユニバーサル ゲートと呼ばれます。
intからcharへ
NAND ゲートは AND ゲートとどう違うのですか?
AND ゲートの出力を反転すると、NAND ゲートが得られます。 AND ゲートの結果が NAND ゲートの場合に反転されるだけであることを意味します。 NOT-AND ゲートの短縮形です。
NANDゲートで論理否定演算はどのように実現されるのでしょうか?
論理否定演算は AND ゲートの出力に対して実行されます。 NAND ゲートは AND ゲートと NOT ゲートの組み合わせであり、2 つ以上の入力が AND get に入り、単一の出力が生成され、その出力が NOT ゲートに入力され、出力の補数が生成されます。