Digital-electronics 简明教程

NOT gate 是用于在数字电子学中实现反转函数的基本逻辑门类型。由于它执行反转运算，因此也称为 inverter 。

它仅有一个输入线和一个输出线。当 NOT 门的输入为低电平或逻辑 0 时，其输出为高电平或逻辑 1。当 NOT 门的输入为高电平或逻辑 1 时，其输出为低电平或逻辑 0。

NOT 门的逻辑符号如下图所示 −

在此， A 是输入行， Y 是 NOT 门的输出行。

NOT 门的真值表是输入和输出的表格，它表示了它们之间的关系。以下是 NOT 门的真值表 −

从真值表中，我们可以观察到 NOT 门会反转对它应用的输入。因此，如果我们应用高电平输入，它会产生低电平输出，反之亦然。

NOT 门的布尔表达式是一个逻辑函数，它在数学上解释了 NOT 门的输入和输出之间的关系。

NOT 门的布尔表达式给出如下 −

\mathrm{Y \: = \: \bar{A} \: = \: A'}

在此，符号“(-) 上划线”和“(') 上标”表示反转或补运算。

这个表达式以“Y 等于 A 上划线或 A 上标或非 A”来读。

NOT 门对应用的输入执行反转运算。NOT 门对可能的输入组合的完整工作原理解释如下 −

因此，NOT 门的输出是对应用到它上面的输入的补码。

我们可以使用 BJT 晶体管来实现 NOT 门逻辑。用晶体管实现 NOT 门时，称为 transistor inverter 。

下图显示了使用晶体管或晶体管反相器的 NOT 门电路图。

上述晶体管反相器电路的工作原理如下 −

When the input A is low ，晶体管将处于非激活状态并作为开路开关。因此，电源 VCC 和接地端之间没有闭合路径。因此，总电源电压将出现在输出行上。这表示高或逻辑 1 输出。

When the input A is high ，晶体管将导通并作为闭合开关。因此，电源直接连接到接地端，而且在输出行上可用的电压等于接地电压。这使得电路的输出变低或变为逻辑 0。

这就是上述晶体管电路如何实现 NOT 逻辑。

我们还可使用电池、开关和灯来实现 NOT 门运算。使用开关的 NOT 门的电路图显示在下图中。

在该电路中，当开关 A 是打开的，即逻辑 0，电流沿路径流过灯泡使其发光。这表示一个高电平或逻辑 1 输出。

如果开关 A 是闭合的，即逻辑 1，电流会沿闭合开关提供的短路路径流动，不会有电流流过灯泡。因此，在这种情况下，灯泡会关闭并表示低电平或逻辑 0 输出。

从该讨论可以清楚看出，当输入为低电平时，输出为高电平；反之亦然。因此，上述开关电路实现了非门逻辑。

非门以集成电路或 IC 的形式出现。最常用的非门 IC 是 IC 7404。它包含六个 TL（晶体管逻辑）非门。

非门 IC 7404 的引脚图如在下图所示。

非门是各种数字系统和电路的基本构建模块。下面描述了非门的一些主要应用：

总之，非门是数字电子设备中用于实现反相操作的逻辑门。它只有一个输入线和一个输出线。

非门输出是施加在其上的输入信号的补码。在本章中，我们解释了非门的基本理论，以及其工作原理和应用。