邏輯門
邏輯門（粵拼：lo4 cap1 mun4；英文：logic gate）係廿世紀電子工程上最重要嘅電子元件之一。一個邏輯門係一個布林（Boolean）函數嘅實現[註 1]：一個邏輯門會攞一個或者多個二元（binary）嘅輸入－每個輸入得兩個可能數值，1 同 0；然後個邏輯門會按某啲特定嘅法則，俾一個同樣係二元嘅輸出[1]。簡單嘅例子有與門（AND gate），一個與門會攞兩個二元輸入，按邏輯與（logical AND）嘅法則計個輸出－如果兩個輸入嘅數值都係 1，輸出就會係 1，否則輸出就會係 0。除咗與門，邏輯門仲有或門（OR gate）同非門（NOT gate）等多個款，每款都做某種特定嘅邏輯運算[2][3]。
表達[編輯]
一個邏輯門嘅輸入輸出關係可以用真值表（truth table）嚟表達。以下係與門嘅真值表（if 輸入 A 係 1 AND 輸入 B 係 1，個輸出先會係 1）[4]：
| 輸入 | 輸出 | |
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
物理實現[編輯]
邏輯門有多個物理方法實現。例如係一個用電晶體（transistor）實現嘅與門：電晶體係一種半導體零件（semi-conductor device），可以做到用電控制電嘅效果－一個電晶體可以有三個或者以上嘅終端分別駁住電路，而其中一個終端受嘅電壓或者電流會控制第啲終端過唔過到電[5]；想像附圖嗰個電路圖解，A 同 B 分別通過一個電晶體駁住 V 同 out 之間條電路，每粒電晶體各有三個終端，喺受到 A 或者 B 嚟嘅電嗰陣先至會容許另外嗰兩個終端過電；於是，一定要當 A 同 B 都有電過嗰陣（1 同 1），V 同 out 之間先會過到電，令 out 俾出「有電」（1）嘅輸出－呢個電路係與門概念嘅一個物理呈現[6]。
與門同或門等嘅基本邏輯門做嘅係最簡單嗰啲運算，而呢啲基本邏輯門可以砌埋一齊，做更複雜嘅數學運算。事實係，憑住唔同類嘅邏輯門，電子工程師能夠砌出曉做加法、做減法、同多種其他運算嘅集成電路（integrated circuit）。一部數碼電腦（digital computer）就係用咗大量嘅呢啲電路組成嘅超級運算機械－邏輯門係現代電腦嘅基本組成部件之一，而廿一世紀初一塊普通嘅 CPU 上面閒閒地可以有數量斷億計嘅邏輯門[7][8]。
註釋[編輯]
- ↑ 即係「implementation of a Boolean function」。
睇埋[編輯]
參考文獻[編輯]
- Awschalom, D.D.; Loss, D.; Samarth, N. (5 August 2002). Semiconductor Spintronics and Quantum Computation. Berlin, Germany: Springer-Verlag. ISBN 978-3-540-42176-4.
- Bostock, Geoff (1988). Programmable logic devices: technology and applications. New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-006611-3.
- Brown, Stephen D.; Francis, Robert J.; Rose, Jonathan; Vranesic, Zvonko G. (1992). Field Programmable Gate Arrays. Boston, MA: Kluwer Academic Publishers. ISBN 978-0-7923-9248-4.
攷[編輯]
- ↑ Jaeger, Microelectronic Circuit Design, McGraw-Hill 1997, ISBN 0-07-032482-4, pp. 226–233.
- ↑ Uchiyama, S., Kawai, N., de Silva, A. P., & Iwai, K. (2004). Fluorescent polymeric AND logic gate with temperature and pH as inputs. Journal of the American Chemical Society, 126(10), 3032-3033.
- ↑ Deschamps, J. P., Valderrama, E., & Terés, L. (2016). Digital systems: From logic gates to processors. Springer.
- ↑ Lai, Hung Chi; Muroga, Saburo (September 1979). "Minimum Binary Parallel Adders with NOR (NAND) Gates". IEEE Transactions on Computers. IEEE. C-28 (9): 648–659.
- ↑ Amos SW & James MR (1999). Principles of Transistor Circuits. Butterworth-Heinemann.
- ↑ Transistor Circuit Analysis - Theory and Solutions to 235 Problems; 2nd Ed; Alfred Gronner; Simon and Schuster; 244 pages; 1970.
- ↑ Allan R. Hambley. Electrical Engineering, pp. 3, 441, Prentice Hall, 2004.
- ↑ Anthony J. Pansini, Electrical Distribution Engineering, p. xiv, The Fairmont Press Inc., 2006.
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