Логический элемент И

Логический элемент И также имеет несколько входов и один выход. Его условное обозначение показано на рис. 2.5, а.

Логический элемент И выполняет операцию логического умножения (конъюнкции):

(2.3)

Здесь функция F = 0, когда хотя бы один из ее аргументов равен нулю, и F = 1 при всех аргументах, равных единице.

Работу схемы двухвходового логического элемента И иллюстрируют таблица истинности и временные диаграммы, приведенные на рис 2.5, б, в. Элемент И является схемой совпадения: сигнал «1» на выходе появляется при совпадении сигналов «1» на всех входах.

Рисунок 2.5 - Условное обозначение логического элемента И (а), его таблица истинности и временные диаграммы (б, в)

Простейшая схема элемента И на диодах приведена на рис. 2.6. Отличие от схемы элемента ИЛИ (см. рис. 2.4) заключается в изменении полярности включения диодов и наличии резистора R₁, подключенного к шине «+» источника питания.

Рисунок 2.6 - Схема логического элемента И на диодах

Схема работает следующим образом. При всех входных сигналах, равных единице, на катодах диодов имеется положительный потенциал относительно общей точки и все диоды закрыты. На выходе схемы создается напряжение ЕR₂/(R₁+R₂), определяющее F = 1. При нулевом значении сигнала хотя бы на одном из входов соответствующий диод будет проводить ток и шунтировать резистор R₂, выполняющий, как и резистор R в схеме рис. 2.4, роль нагрузки. Напряжение на выходе при этом определяется падением напряжения на открытом диоде и близко к нулю (F = 0). На рис. 2.4 показан вариант, когда х₁ = 0 и проводит ток диод Д₁. Увеличение числа входов с нулевым значением сигнала приводит только к увеличению числа проводящих диодов, а функция F остается равной нулю.

В случае применения логического элемента И, имеющего число входов, большее количества входных сигналов, неиспользуемые входы элемента соединяют с шиной «+» источника питания (подают сигнал логической «1»). Диоды неиспользуемых входов будут находиться в закрытом состоянии. Это уменьшает вероятность прохождения помех на выход элемента И от наводок по неиспользованным входам. Состояние выхода логического элемента будет зависеть от комбинации входных сигналов в соответствии с таблицей истинности (рисунок 2.5,б).