[科普中国]-逻辑门

逻辑门（Logic Gates)是在集成电路(Integrated Circuit)上的基本组件。简单的逻辑门可由晶体管组成。这些晶体管的组合可以使代表两种信号的高低电平在通过它们之后产生高电平或者低电平的信号。高、低电平可以分别代表逻辑上的“真”与“假”或二进制当中的1和0，从而实现逻辑运算。

概念基本单元

逻辑门又称“数字逻辑电路基本单元”。执行“或”、“与”、“非”、“或非”、“与非”等逻辑运算的电路。任何复杂的逻辑电路都可由这些逻辑门组成。广泛用于计算机、通信、控制和数字化仪表。

作用通过控制高、低电平（分别代表逻辑上的“真”与“假”或二进制当中的“1”和“0”），从而实现逻辑运算。

逻辑门的种类

常见的逻辑门包括“与”门，“或”门，“非”门，“异或”（也称：互斥或）等等。逻辑门可以组合使用实现更为复杂的逻辑运算。

或门或门（英文：Or gate）又称或电路。如果几个条件中，只要有一个条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫做“或”逻辑关系。具有“或”逻辑关系的电路叫做或门。或门有多个输入端，一个输出端，多输入或门可由多个2输入或门构成。只要输入中有一个为高电平时（逻辑1），输出就为高电平（逻辑1）；只有当所有的输入全为低电平时，输出才为低电平。

与门与门（英语：AND gate）又称“与电路”。是执行“与”运算的基本逻辑门电路。有多个输入端，一个输出端。当所有的输入同时为高电平（逻辑1）时，输出才为高电平，否则输出为低电平（逻辑0）。

非门非门（英文：NOT gate）又称反相器，是逻辑电路的基本单元，非门有一个输入和一个输出端。逻辑符号中输出端的圆圈代表反相的意思。当其输入端为高电平（逻辑1）时输出端为低电平（逻辑0），当其输入端为低电平时输出端为高电平。也就是说，输入端和输出端的电平状态总是反相的。

与非门由与门与非门组合而成。

或非门由或门和非门组合而成。

其中，非门和或非门在数字电路中较为常见。

符号表设其中A和B为输入变量

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逻辑门电路把基本逻辑运算的电子电路称之为逻辑门电路。在数字电路关系应用中，逻辑门电路中的门代表着基本逻辑关系的电路。

通过对逻辑门内部电路的源器件的差异，我们可以将其分为三大类，比较常用的就是CMOS 的逻辑门电路。

这种CMOS 逻辑门电路具备良好的应用效益，首先其功耗比较低，具备较低的应用成本，其电源电压的范围比较宽，逻辑度比较高，具备较强的抗干扰能力，其输入阻抗比较高。MOS 门电路是由一系列的单极型MOS 管构成，其具备比较简单的制造工艺，其功耗水平比较低，具备较高的集成度，其抗干扰能力强，比较适合进行大规模集成电路的应用。

在实践过程中，MOS 门电路按照其MOS 管的应用不同，进行不同类型的划分。CMOS 电路的应用优点比较特殊，其静态功耗比较低，抗干扰能力强，工作具备较高的稳定性，其开关速度也是比较高的，因此其应用性比较广泛。

在数字电路应用中，逻辑门电路是一种基本的逻辑元件。逻辑门的中就是一种开关，在一定条件的建立下，其决定信号的通过或者不通过。在实际运作中，我们可以看到门电路输入及其输出存在密切的因果关系，我们把门电路称之为逻辑门电路，其基本逻辑关系是非、或、与关系。1

本词条内容贡献者为:

刘燕兵 - 副研究员 - 中国科学院信息工程研究所