NAND Gate

Study Notes

NAND-Gatter

Funktionsweise

Ein NAND-Gate oder NOR-Gate ist eine Logikschaltung mit Mehrfachausgang, die bei herkömmlichen Digitalern verwendet wird. Es verwendet ein nicht-äquivalentes Logikgate, das durch zwei oder mehr Eingänge und einen Ausgang definiert wurde. Ein NAND-Gate entsteht aus der Verknüpfung von NOR-Masten. Da es sich um eine inversive Gate-Familie handelt, bringt dies den Vorteil, dass man nur NAND-Gates benötigt, um alle möglichen logischen Operationen aufzubauen.

Das Wort „NAND“ kommt vom englischen „And“ und bedeutet in etwa „und dann“, da die Schaltung erst anfallen muss, wenn alle Eingaben die Betrachtungen des And-Logikgates erhalten. Die Inversion im NAND-Gate führt dazu, dass die logische Negation als einfacher Fall einer beliebigen logischen Funktion betrachtet werden kann.

Wahrheitstabelle

Die Funktion eines NAND-Gates lässt sich bestimmen, indem man die Wahrheitstabelle analysiert, die jede Möglichkeit der kombinatorischen Logik zeigt, wie sie ins Gegenteil umkehren kann, um eine Inversion zu erzeugen. Diese Tabelle gibt auch an, wie ein NAND-Gate reagiert, wenn verschiedene boolsche Eingangswerte dargelegt sind:

B C  | A (A und B)
--------------------
   0   | 1      0
   1   | 0      1

In dieser Tabelle stehen A und B für die Eingänge, wobei A das oberste Element von NAND ist und B das untere Element von NAND ist. Die Resultate, obwohl sie in verschiedenen Spalten übereinstimmend angezeigt sind, entsprechen jedoch der Wahrheit der logischen Inversion, denn A(A und B) = NOT(A AND B).

Anwendungsbereiche

Eine beliebte Anwendung von NAND-Gattern findet sich beim Design von digitalen elektronischen Bausteinen und Systemen, wie z.B.:

Mikroprozessoren, die die Hauptrechnerkomponente eines Computers bilden und viele andere Komponenten verwenden können, um ihre Leistung zu erhöhen.
Speichermodule, die Daten, Programme und Software speichern und übermitteln.
Programmierbare Logikbausteine, die einfache oder komplexe Aufgabenständen lösen.
Analog-Digital-Umsetzung, um digitale Signale zurückzugeben, die analoger Natur sind.

Description

Learn about the functionality of a NAND gate, a logic circuit used in digital electronics. Explore how NAND gates are formed, their truth table, and applications in microprocessors, memory modules, programmable logic devices, and analog-digital conversion.