گیت منطقی/دروازه ی منطقی چیست و چه جایگاهی در قطعات الکترونیکی دارد ؟

گیت منطقی، به مداری گفته می‌شود که روی داده‌های باینری (صفر و یک)، یکسری عملیات انجام می‌دهد. بدین صورت که یک یا چند ورودی را دریافت می‌کند و پس از انجام عملیات منطقی روی آن‌ها، خروجی مناسبی را تولید می‌کند. در ساختار گیت منطقی، تعدادی ترانزیستور، دیود، رله، قطعه اپتیکال و قطعه مکانیکی بکار رفته است. ورودی و خروجی گیت، بر اساس ولتاژ High Voltage وLow Voltage در نظر گرفته می‌شود. اگر سطح ولتاژ، High باشد به معنای 1 منطقی و اگر سطح ولتاژ، Low باشد به معنای صفر منطقی است. اگر چند گیت منطقی با یکدیگر بکار روند و ترکیب شوند، باعث می‌شود تا مدارهای پیچیده‌تری ایجاد گردد.

محصولات مرتبط : برد بورد GL BREAD BOARD

” برای مطالعه ی بیشتر : خرید قطعات الکترونیکی خارجی به چه صورت است؟ ”

دروازه منطقی چیست؟

گیت منطقی یا همان دروازه منطقی، در واقع یک دستگاه الکترونیکی به شکل دیجیتال و در اندازه کوچک است. منطق بکار رفته در دروازه منطقی، بر اساس درست یا غلط، زیاد یا کم، خاموش یا روشن، بالا یا پایین، صفر یا یک، منفی یا مثبت، مدارباز یا مداربسته و YES یا  NO است. گیت‌ها، انواع مختلفی دارند که هرکدام دارای یک جدول صحت هستند و در این جدول، ورودی‌ها و خروجی‌ها قرا می‌گیرند. دروازه منطقی، به عنوان مهم‌ترین جزء در مدارات و قطعات دیجیتال، بکار می‌رود. در واقع می‌توان گفت، همین گیت منطقی هست که  سبب توسعه فناوری دیجیتال، در دنیای امروز، شده است.

اگر بخواهیم توصیفی در مورد عملکرد گیت منطقی بیان کنیم، می‌توانیم بگوییم که به جمع و ضرب ریاضی شباهت دارد؛ همچنین اگر یک چراغ را در نظر بگیریم گیت، نقش کلید چراغ را انجام می‌دهد، به این صورت که روشن بودن چراغ، نشان‌دهنده این است که خروجی گیت صفر است.

انواع گیت

گیت‌های اصلی به هفت دسته تقسیم می‌شوند. AND، OR، XOR، NOT، NAND، NORو XNOR جزو این تقسیم‌بندی هستند. در ادامه همراه ما باشید تا با انواع این گیت‌ها بیشتر آشنا شوید.

گیت AND

عملکرد گیت AND بدین صورت است که روی ورودی‌های موجود، عمل ضرب را انجام می‌دهد. در واقع، A وb ورودی‌های گیت هستند که پس از اینکه عملیات منطقی روی آن انجام شد، خروجی O تولید می‌شود. اگر هر دو ورودی گیت، 1 باشند خروجی آن عدد 1 و اگر یکی از ورودی‌ها صفر و دیگری یک باشد، خروجی حاصل از آن نیز، صفر می‌شود. گیت NAND، با استفاده از گیت AND، قابل درک است.

گیت OR

گیت OR، به این شکل انجام می‌شود که عمل جمع ریاضی را بر روی ورودی‌های خود اعمال می‌کند. خروجی این گیت، تنها زمانی صفر می‌شود که تمامی ورودی‌های آن، صفر باشد. دو گیتXOR  و XNOR با استفاده از گیت OR، پیاده‌سازی می‌شوند.

گیت XOR

اگر داده‌های ورودی به گیت XOR، باهم برابر باشند که خروجی صفر است. در غیر این صورت، خروجی یک است.

گیت NOT

گیت NOT، ساده‌ترین دروازه منطقی هست که تنها یک ورودی دارد. خروجی آن نیز، عکس ورودی گیت است. اگر ورودی یک باشد، خروجی صفر می‌شود و بالعکس.

گیت NAND

این گیت، ترکیبی از دو گیت AND و NOT است. روی خروجی گیت AND، گیت  NOT اجرا می‌شود که حاصل نهایی، جواب گیت NAND  می‌شود.

گیت NOR

در گیت NOR، حاصل گیت OR معکوس می‌شود.

گیت XNOR

خروجی که گیت XNOR به ما می‌دهد دقیقاً مخالف گیت XOR، است.

محصولات مرتبط : سیم برد بورد 50 تایی BREADBOARD 

” برای مطالعه ی بیشتر : لوازم و تجهیزات مونتاژ برد الکتریکی “

جایگاه گیت ‌های منطقی در قطعات الکترونیکی

حال که با انواع گیت‌های اصلی آشنا شدید، می‌توان گفت که گیت‌های منطقی در بیشتر وسایل الکترونیکی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

• بکارگیری گیت‌های منطقی در خانواده ترانزیستورها مانند سری TTL 7400 و سری CMOS 4000، انواع آی سی و غیره.
• تمامی دستگاه‌های دیجیتالی که این روزها به وفور مورد استفاده قرار می‌گیرند مانند لپ‌تاپ، رایانه، تبلت و تلفن از گیت‌های منطقی ساخته شده‌اند.
• ساختار مدارهای منطقی، شامل میکروپروسسورهای متعددی است. در این میکروپروسسورها، بالغ بر 100 میلیون گیت به کاررفته است.
• برای گسترش ریزتراشه‌ها، فناوری CMOS کارایی دارد. برای این منظور، بکارگیری دروازه‌های منطقی، بسیار کاربردی است.
• دروازه منطقی، یک نسخه جدید بانام Tri-state دارد. این دروازه، وظیفه دارد تا در CPU و BUS ها، جایی را پیدا کند تا بتواند چند کار را انجام دهد و از افزونه‌هایی که در آنجا هستند حمایت و پشتیبانی کند.
• دروازه منطقی در حافظه کامپیوتر نیز به کار می‌رود. در واقع، کار دروازه این است که داده‌های موجود را ذخیره کند.
• اگر گیت‌ها، به صورت منطق ترتیبی یا منطق ترکیبی در قطعه‌ای به کار روند می‌توانند در قطعه موردنظر، سرعت و پیچیدگی به وجود آورند.

سخن آخر

در مدارات منطقی، گیت‌هایی بکار می‌رود که ورودی‌های آن‌ها ممکن است یک یا بیش از یکی باشد، ولی خروجی که از آن تولید می‌شود تنها یک مقدار است. این خروجی با توجه به مدل ورودی آن، متغیر است که به صورت Low و High نشان داده می‌شود.گیت‌ها به دو دسته پایه و ترکیبی تقسیم می‌شوند که گیت‌های ترکیبی، از چند گیت پایه تشکیل شده است. گیت‌های منطقی، در انواع قطعات الکترونیکی بکار می‌روند .

محصولات مرتبط : سیم برد بورد فلتی نر به ماده