大纲
和门
与栅可以通过使用两个简单的二极管来设计。电路驱动电压V加到并联的二极管上，输出作为二极管的压降被采集。在逻辑门中，术语高电压电平表示+5 V，低逻辑电平表示0 V或接地。
当与栅的一个输入端连接到逻辑高，另一个连接到逻辑低时，二极管处于反向偏置条件，输出端无电压降。因此输出被测量为LOW。如果两个输入端连接到低电平输入端，那么二极管也将转向反向偏置状态，不允许电流。所以输出还是被测量为0。
但是当两个输入端(两个二极管)连接到一个高电压电平时，两个二极管处于正向偏置状态(二极管开关是ON)，因此与门的输出是高的，并被测量为逻辑1。
与门逻辑符号和布尔表达式
与门逻辑上如下图所示，有两个输入和一个输出。
布尔表达式
如果与门的输入是X, Y，输出是Z，那么与门的操作在数学上用布尔表达式表示为Z = X。这意味着与门产生其输入的乘法。
真值表
逻辑与门的真值表如下所示。
真值表告诉我们，除了两个高输入条件外，与门的所有输入组合的输出都是LOW。
说明与门与灯开关电路
与门开关电路将有两个输入和两个手动开关。让两个开关为A和B，则可以将与门的开关操作解释为
- 当开关A和开关B都打开时(开关提供低电平输入信号)，即A=0, B=0，则灯泡不亮。
- 当开关A闭合(提供高电平输入信号)，开关B打开(提供低电平输入信号)，即A=1, B=0时，灯泡不发光。
- 当开关A开时(提供低电平输入信号)，开关B关时(提供高电平输入信号)，即A=0, B=1时，灯泡不亮。
- 当开关A和开关B都闭合时(开关提供高电平输入信号)，即A=1, B=1，则灯泡发光。
与栅作为光开关电路的这种操作如下图所示
脉冲操作
如果我们将两个不同的时钟信号应用于AND逻辑门X和Y的输入，那么观察输出，结果如下图所示(X, Y是输入，Z是输出)
当两个输入都是高电平时，与门的输出也会很高，而当任何一个输入都是低电平时，输出也会很低。在上图中时钟脉冲的末端，由于两个输入都是低电平，因此输出电平很低。
和栅使用BJT晶体管
我们可以利用二极管和晶体管设计与栅。带有BJT晶体管的与栅如下图所示。
晶体管开关比二极管开关快。类似于OR门，我们通过电阻将+ 6v电源连接到两个晶体管(到它们的集电极)。所述第一晶体管的发射极连接到所述第二晶体管的集电极，所述第二晶体管的发射极通过电阻接地。
该电阻的输出通过发射极和第二晶体管的接地电阻收集。与栅的输出只有在两个晶体管导电时(在高电压水平)才高，而在其他输入电压组合时输出低。
3-Input和门
我们也可以设计一个有3个输入的与与门。虽然与门有3个输入，布尔方程不会改变。与门的输出等于输入的和。
输入和门符号
真值表
三输入与门的真值表如下所示
当3个输入都是低输入时，3个输入与门的输出是高的，对于所有其他输入组合，输出也是低的。
多输入与门
与门在数学上产生的输出等于输入的乘法。操作定义为"”(一个点)。我们可以设计n个输入与门，通过级联其他与门作为它的输入。在商业上，只有2输入、3输入和4输入与门ic可用。如果我们需要额外的输入，我们必须在集成电路的输入处叠加额外的和门。
举例来说，我们在下面的图中设计了一个6输入与门。
6个输入与门的布尔表达式为Q = (A.B)。(C.D)。(E.F)。我们也可以设计奇数的输入和门，使一些输入引脚作为“未使用”，通过直接连接到地。
常用的TTL和CMOS逻辑与门IC
与门集成电路的完整列表如下
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|---|---|
| 4019 | 四和或选择门 |
| 4073 | 三重3输入与门 |
| 4085 | 双2宽，2输入与或反相(AOI) |
| 4086 | 可扩展的4宽2输入与/或逆变器(AOI) |
| 741年g08 | 单2输入与门 |
| 7409 | 四路2输入与门，集电极输出开路 |
| 741年g09 | 单路2输入与开漏输出门 |
| 7411 | 三路三输入与门 |
| 7415 | 三路三输入与门，集电极输出开路 |
| 7421 | 双4输入与门 |
| 7450 | 双2宽2输入与或反相门 |
| 7451 | 双2宽2输入与或反相门 |
| 7452 | 可扩展的4宽2输入与或门 |
| 7453 | 可扩展的4宽2输入与或反相门 |
| 7454 | 4宽2输入与或反相门 |
| 7455 | 2宽4输入与或反相门 |
| 7458 | 2输入和3输入与或门 |
| 7459 | 2输入和3输入与或反相门 |
| 74130 | 四路2输入和门缓冲器，30 V集电极开路输出 |
| 74131 | 四路2输入和门缓冲器，15v集电极开路输出 |
| 74808 | 十六进制2输入和驱动器 |
| 741年g3208 | 单3输入OR-AND门 |
在所有这些集成电路中，我们只使用一些用于我们的一般应用。它们列在下面。
TTL逻辑与门CMOS逻辑与门
四路2输入CD4081四路2输入
74LS11三路三输入CD4073三路三输入
74LS21双4路CD4082双4路
7408四路2输入与门IC
IC 7408被用作四路2输入与门集成电路。集成电路示意图如下所示。让我们看一看
7408是TTL系列与栅门。它有4个AND门。7408 IC的每个引脚及其用途解释如下。
销的描述
引脚14的最大直流输入为5.2伏。如果电源电压增加5.2伏，那么集成电路可能会由于高电源而损坏。
IC 4081
该IC 4081被用作四路2输入与门集成电路。集成电路示意图如下所示。它是一个CMOS(互补MOSFET)和门IC。像TTL和门IC 7048一样，这个CMOS和门IC也有4个和门。现在我们来了解一下IC 4081的内部引脚图。
销的描述
CMOS 4081 AND门IC的引脚说明如下
这里，引脚14的最大输入是5.2伏特直流供电，如果电源电压增加5.2伏特，那么集成电路可能由于高供电而损坏。虽然TTL与门IC和CMOS与门IC实现的与门数量相同，但其内部电路布置不同。
和门的应用程序
逻辑与门在我们的日常生活中有着广泛的应用。下面将解释其中一些。
1)与门用于计数器设备的使能和使能作用。如果我们观察下面的电路，当计数器开始从0计数到100。当计数器接收到时钟信号时，它将其计数加1。
为了使计数器从1成功计数到100，计数器必须连续接收脉冲。因此计数器电路可以由时钟信号输入控制计数器的输入端。当我们连接时钟信号作为2输入与门的输入，与门的第二个输入连接到禁用/启用信号。我们可以通过将第二个输入设置为0来停止设备计数。
我们知道，当任何一个输入是低电平时，与门的输出就会变低(0)。因此，如果我们将低电平信号0应用到使能/使能引脚，与门的输出就会变低，因此它不允许任何时钟信号。
所以时钟信号没有到达计数器，所以我们可以通过使与门的一个输入降低来停止计数操作。如果我们想再次开始计数，我们在启用/禁用引脚应用高输入，即它被设置为1。用这种方法，计数器(其计数操作)由与栅控制。
2)逻辑与门用于一些安全设备，如花园泛光灯和安检灯等。他们有一个热辐射敏感的设备，称为“被动红外线设备(PIR)”。因此，当设备检测到一个热对象，如入侵者(未经授权的条目，如邻居的宠物)时，热传感器产生一个高电压，使其在逻辑1中设置。
由于泛光灯的光线在白天不明显，当周围环境/气氛是黑暗的时候，这些设备开始使用。触发热传感器时处于ON状态。带有AND门的安全系统框图如下所示。
单稳器件触发时只产生一个脉冲。当与门的输出变高时，单稳器件的输出也变高并保持一段时间。换能器为泛光灯提供足够的电流。
由于泛光灯是一种高压器件，单稳定器件产生的输出不足以驱动光。所以我们用换能器来增强电流。
在商业安全设备中，我们使用继电器作为开关来打开和关闭泛光灯。
