邏輯門
邏輯門（粵拼：lo4 cap1 mun4，有時叫邏輯閘；取自英文：logic gate）係廿一世紀初電子工程上最重要嘅電子元件之一。一道邏輯門定義上係指「一個布林函數嘅實現」[註 1]：一道邏輯門會攞一個或者多個二元嘅輸入－即係每個輸入得嗰兩個可能數值 1 同 0；然後道邏輯門會按某啲特定嘅法則，俾一個同樣係二元（1 或者 0）嘅輸出[1]。
基礎
[編輯]例如與門（AND gate）就係最常用嘅邏輯門之一。一道與門會攞兩個二元輸入，按邏輯與（AND）嘅法則計個輸出出嚟－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。用真值表嚟表達嘅話，與門係噉（if 輸入 A 係 1 AND 輸入 B 係 1，個輸出先會係 1）[2]：
| 輸入 | 輸出 | |
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
想像一道用電晶體[3]實現嘅與門：電晶體係一種半導體零件，可以做到用電控制電嘅效果－一粒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[4]；想像附圖嗰幅電路圖解， 同 分別通過一粒電晶體駁住 同 之間條電路，每粒電晶體各有三個終端，喺受到 或者 嚟嘅電嗰陣先會容許另外嗰兩個終端過電；於是，一定要當 同 都有電過嗰陣（兩個都係 1）， 同 之間先會過到電，令 俾出有電 1 嘅輸出－呢個電路係與門概念嘅一個物理呈現[5]。
一部數碼電腦就係用咗大量呢啲電路組成嘅超級運算機械－喺廿一世紀初，一塊普通嘅 CPU 上面閒閒地可以有數量斷億計嘅邏輯門，令到一部電腦能夠係噉對一串以二進制表達嘅數字嚟進行運算[6][7]。
分類
[編輯]除咗與門之外，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[8][9]。
集成電路
[編輯]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[10]。
通用邏輯門
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三態邏輯門
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第啲實現法
[編輯]睇埋
[編輯]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, G. (1988). Programmable logic devices: technology and applications. New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-006611-3.
- Brown, S. D.; Francis, R. J.; Rose, J.; Vranesic, Z. G. (1992). Field Programmable Gate Arrays. Boston, MA: Kluwer Academic Publishers. ISBN 978-0-7923-9248-4.
註釋
[編輯]- ↑ 原文："Implementation of a Boolean function"。
引述
[編輯]- ↑ Jaeger, Microelectronic Circuit Design, McGraw-Hill 1997, ISBN 0-07-032482-4, pp. 226-233.
- ↑ 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.
- ↑ 電晶體（transistor）
- ↑ Amos S.W. & James M.R. (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.
- ↑ 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.
- ↑ 集成電路（integrated circuit）
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