ΚΑΙ Πύλη

Εισαγωγή στην πύλη AND – Η πύλη AND είναι ένας τύπος λογικής πύλης όπου μια λογική πύλη είναι ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα που ακολουθεί ορισμένες λογικές σχέσεις μεταξύ των εισόδων και των εξόδων. Είναι μια βασική ψηφιακή πύλη. Οι είσοδοι και οι έξοδοι περιέχουν μόνο δύο τιμές:'1' ή '0', 'υψηλό' ή 'χαμηλό', 'true' ή 'false', 'κλειστό' ή 'open', ON' ή 'OFF' κ.λπ. 

Έννοια του AND Gate – AND gate είναι μια ψηφιακή ηλεκτρονική λογική πύλη που λαμβάνει είσοδο και εκτελεί πολλαπλασιασμό σε αυτά. Η έξοδος είναι το γινόμενο των εισροών. Εάν όλες οι είσοδοι έχουν οριστεί σε υψηλή ή «1», μόνο τότε η πύλη AND θα δώσει υψηλή έξοδο, δηλαδή «1».

Το σύμβολο του κυκλώματος της πύλης ΚΑΙ

Το σύμβολο του κυκλώματος μιας πύλης AND είναι ένα σχήμα "D" με γραμμές εισόδου στην αριστερή πλευρά και μία γραμμή εξόδου στη δεξιά πλευρά του "D". Το διάγραμμα κυκλώματος μιας πύλης AND με δύο εισόδους δίνεται ως  

Το διάγραμμα κυκλώματος μιας πύλης AND με τρεις εισόδους δίνεται ως 

Boolean Expression of AND Gate

Στην Άλγεβρα Boole, μια μονή τελεία(.) χρησιμοποιείται για να αναπαραστήσει τη συνάρτηση AND.

Η δυαδική έκφραση για δύο εισόδους ΚΑΙ δίνεται ως

Y=A.B 

Η παραπάνω έκφραση διαβάζεται ως Υ ισούται με Α ΚΑΙ Β όπου Α και Β είναι οι είσοδοι και Υ είναι η έξοδος.

Ομοίως, η δυαδική έκφραση για μια συνάρτηση AND τριών εισόδων δίνεται ως

Y=A.B.C 

Η παραπάνω έκφραση διαβάζεται ως Y ισούται με A ΚΑΙ B ΚΑΙ C όπου τα A, B και C είναι οι είσοδοι και το Y είναι η έξοδος.

Πίνακας αλήθειας του AND Gate

Ο πίνακας αλήθειας είναι ένας πίνακας που δείχνει όλους τους συνδυασμούς εισόδου και τις αντίστοιχες εξόδους τους. Τα δυαδικά ψηφία χρησιμοποιούνται στον πίνακα αλήθειας. Η λογική AND είναι ότι η έξοδος Y θα είναι αληθής μόνο όταν όλες οι είσοδοι έχουν οριστεί υψηλές, πράγμα που σημαίνει ότι όλες οι είσοδοι πρέπει να έχουν τιμή 1.

Ο πίνακας αλήθειας μιας πύλης AND δύο εισόδων δίνεται ως

A	B	Y
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Στον παραπάνω πίνακα, υπάρχουν τέσσερις συνδυασμοί δύο εισόδων. Η έξοδος είναι ψευδής για τις τρεις πρώτες εισόδους καθώς το γινόμενο των «0 ΚΑΙ 0», «0 ΚΑΙ 1» ή «1 ΚΑΙ 0» είναι πάντα μηδέν. Μόνο ο τελευταίος συνδυασμός των εισόδων '1 ΚΑΙ 1' δίνει μια πραγματική έξοδο καθώς ικανοποιεί τη λογική AND.

Ο πίνακας αλήθειας της πύλης AND με τρεις εισόδους A, B, C και μία έξοδο Y  δίνεται ως

A	B	C	Y
0	0	0	0
0	0	1	0
0	1	0	0
0	1	1	0
1	0	0	0
1	0	1	0
1	1	0	0
1	1	1	1

Στον παραπάνω πίνακα, υπάρχουν οκτώ συνδυασμοί τριών εισόδων. Η έξοδος είναι ψευδής για τους πρώτους επτά συνδυασμούς καθώς το γινόμενο τους είναι πάντα μηδέν. Μόνο ο τελευταίος συνδυασμός των εισόδων «1 ΚΑΙ 1 ΚΑΙ 1» δίνει μια πραγματική έξοδο καθώς ικανοποιεί τη λογική AND.

Εφαρμογή του AND Gate

Οι λογικές πύλες μπορούν να υλοποιηθούν χρησιμοποιώντας διόδους και γενική λογική πύλη NAND.

• Χρήση διόδων

Η δίοδος είναι ένα ηλεκτρονικό εξάρτημα. Επιτρέπει τη ροή του ρεύματος προς μία μόνο κατεύθυνση. Η πύλη AND μπορεί να εφαρμοστεί χρησιμοποιώντας δύο διόδους και μια αντίσταση.

Όταν και οι δύο είσοδοι A και B είναι υψηλές, και οι δύο δίοδοι έχουν αντίστροφη πόλωση και δεν περνά ρεύμα στο έδαφος. Δεν υπάρχει πτώση τάσης στην αντίσταση. Ως εκ τούτου, η έξοδος, σε αυτήν την περίπτωση, είναι "υψηλή".

Όταν και οι δύο είσοδοι είναι χαμηλές, το ρεύμα ρέει μέσω των διόδων και της αντίστασης και δίνει μια «χαμηλή» έξοδο. Όταν μία από τις εισόδους είναι χαμηλή και η άλλη υψηλή, τότε η μία από τις δίοδους πολώνεται προς τα εμπρός και η άλλη αντίστροφη και δίνει μια «χαμηλή» έξοδο.

• Χρήση της Universal gate NAND

Το Logic AND μπορεί να εφαρμοστεί χρησιμοποιώντας δύο πύλες NAND. Για να εφαρμόσετε τη λογική AND, δώστε τις εισόδους Α και Β στην πύλη 1 και, στη συνέχεια, ανακατευθύνετε την έξοδο της πύλης 1 και στις δύο εισόδους της πύλης 2. Η έξοδος της πύλης NAND 2 θα είναι ίδια με την έξοδο μιας λογικής AND.

Συμπέρασμα

Η πύλη AND είναι μια λογική πύλη που μπορεί να δεχθεί δύο ή περισσότερες εισόδους αλλά δίνει μόνο μία έξοδο. Μπορεί να εφαρμοστεί με τη χρήση πυλών γενικής χρήσης καθώς και διόδων. Στην ψηφιακή ηλεκτρονική, οι μεταδόσεις δεδομένων και τα κυκλώματα συναγερμού παρακολουθούνται χρησιμοποιώντας πύλες AND. Τα ψηφιακά όργανα μέτρησης χρησιμοποιούν επίσης πύλες AND. Ο αριθμός IC των πυλών AND είναι  7408 και 7411.