一·电路介绍
与非门，又称“NAND”门，是一种基本的逻辑门电路，其输出是输入为“1”和“1”时输出为“0”，其余情况输出为“1”。可用三极管实现这一功能，特别是在TTL（Transistor-Transistor Logic）电路中。
二·电路原理
在TTL电路中，三极管可以用来实现逻辑门的功能。我们可以使用NPN型三极管和电阻来搭建一个与非门。
三·电路组成
所需器件：
- 2 x NPN三极管（如2n3904）
- 电阻（几百欧姆到几千欧姆范围）
- 电源（5V电压源适用于标准TTL）
基本电路结构：
- 输入端：
- 输入A、输入B分别连接到两个NPN三极管的基极。
- 两个输入端通过限流电阻（通常在1kΩ左右）连接到基极。
- 三极管连接：
- 三极管Q1和Q2的发射极共接地。
- Q1的集电极通过一个下拉电阻R1连接到地，此点同时作为电路的输出点。
- Q2的集电极通过一个限流电阻R2连接到电源Vcc（5V）。
- 输出端：
- Q1的集电极和R1的连接点作为电路的输出端。
四· 电路工作原理
1·逻辑表：
解释
输入A 输入B 输出Y (NAND)
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
2·详细分析：
- A = 0, B = 0：
- Q1 和 Q2 都截止，因为其基极电压低于导通电压（典型的0.7V）。
- Q1的集电极通过R1拉到高电平（5V），输出Y = 1。
- A = 0, B = 1：
- Q1 截止，因为A = 0导致其基极电压低于导通电压。
- Q2 导通，因为B = 1并且提供了基极导通电压。
- Q2导通没有影响Q1的集电极电压，因为Q1仍然截止。
- 所以，Q1的集电极通过R1拉到高电平（5V），输出Y = 1。
- A = 1, B = 0：
- 类似于上面的分析，Q1导通，Q2截止。
- Q1导通没有影响Q2的集电极电压，因为Q2仍然截止。
- Q1的集电极通过R1拉到高电平（5V），输出Y = 1。
- A = 1, B = 1：
- Q1 和 Q2 都导通，因为两个输入都为高电平。
- 当 Q1 和 Q2 都导通时，Q1的集电极直接通过Q1导通到地。
- 结果，Q1的集电极电压极低（几乎接地电平），输出Y = 0。
3·实验数据
电路仿真如图：电路为整体仿真，包括了移相电路，第二级输入（即TTL与非门电路）
此电路为移相电路移相位180°，将输入信号的相位移相180°。
由于此电路要求用面包板搭建，因此无需画原理图与PCB打板。
3.将信号发生器W1设置为具有0 V偏移和6 V峰峰值的100 Hz三角波。在x-y模式下使用示波器观察电路的电压传输曲线。
TTL非门仿真如图：红色三角波为输入信号，黄色三角波为反相180°的输入波形，蓝色波形为输出信号。
TTL与非门波形展示：单输出波形
仿真示波器在x-y模式下：
实物示波器x-y模式下：
4.在图1的基础上，增加一个输入，得到TTL与非门。
5.将信号发生器W1设置为具有0 V偏移和6 V峰峰值的100 Hz二角波，将W2设置为具有0 V偏移、6V峰峰值、90°相位的100 Hz三角波。用示波器观察电路的输出，并记录。
TTL与非门仿真：
红色为100HZ频率，6V峰峰值的三角波
黄色为100HZ频率，6V峰峰值的三角波，移相180°
蓝色的就是Vout输出的波形
TTL与非门实物：橙色为输入波形，紫色为输出波形
实物全图：
五·结论总结
通过上述电路分析，可以看到通过使用两个NPN三极管和适当的电阻，可以很容易地实现一个TTL NAND（与非）门。每个输入端控制一个三极管的导通状态，组合实现逻辑电路所需的功能。
这种电路设计在早期的数字电路中非常常见，并且仍然作为一种基础逻辑电路设计技巧，在现代数字电路教育中起到重要作用。
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