1.3 ELECTRONIC
LOGIC GATES
เกทต่าง ๆ
ที่ใช้ในดิจิตอลคอมพิวเตอร์นั้นจะผลิตออกมาในรูปของอุปกรณ์แบบวงจรรวม (integrated circuit : IC) ซึ่งเราเรียกสั้น ๆ ว่าไอซี ภายในตัวไอซีนั้นจะประกอบด้วยอุปกรณ์ต่าง ๆ
มากมาย เช่น ทรานซิสเตอร์ (transistor), ไดโอด
(diode), ตัวความต้านทาน (resistor), อุปกรณ์โซลิดสเตท
(solid-state component) และ อุปกรณ์อื่น ๆ เกทพื้นฐานนั้นจะประกอบไปด้วยชนิดของ เกท 3 ชนิด คือ แอนด์เกท
(AND gate), ออร์เกท (OR gate) และ นอทเกท
(NOT gate) ซึ่งต่อมาได้มีการพัฒนาเพิ่มเป็นเกทพิเศษเพิ่มเติมมาเช่น
แนนด์เกท(NAND gate), นอร์เกท(NOR gate), เอกซ์คลูซีฟนอร์เกท (EX-OR gate) เป็นต้น
1.3.1แอนด์เกท (AND gate)
AND
gate เป็นการกระทำการ AND ระหว่างอินพุทตั้งแต่
2 อินพุทขึ้นไป โดยมีลักษณะของเอาท์พุทคือ เอาท์พุทจะเป็น “1”
เพียงกรณีเดียวเท่านั้นเมื่ออินพุททุกตัวเป็น “1” ซึ่ง AND gate มีสัญลักษณ์ และการทำงานดังรูป
 |
|
อินพุท
|
เอาท์พุท
|
|
|
A
|
B
|
Y
|
|
0
|
0
|
0
|
|
0
|
1
|
0
|
|
1
|
0
|
0
|
|
1
|
1
|
1
|
ค) แสดงตารางความจริง
(Truth table) ของแอนด์เกท
รูปที่
4
จากการทำงานของ AND gate เราสามารถเขียน Function
Output ของ AND gate ได้คือ
Y
= A × B
ในทางปฏิบัติจริงอาจจะมีการใช้แอนด์เกทที่มีอินพุทมากกว่าสองอินพุทก็ได้
โดยจะมีจำนวนอินพุทถึง n อินพุท ซึ่งจะได้ Function
Output ของ AND gate ที่มีจำนวนอินพุท n
อินพุท คือ
 |
Y = A × B ×…× n
รูปที่ 5
1.3.2 ออร์เกท (OR gate)
OR gate เป็นการกระทำการ
OR ระหว่างอินพุทตั้งแต่ 2 อินพุทขึ้นไป
โดยมีลักษณะของเอาท์พุทคือ เอาท์พุทจะเป็น “1” ก็ต่อเมื่อมีอินพุทหนึ่งอินพุทใดหรืออินพุททุกตัวเป็น
“1” ซึ่ง OR gate มีสัญลักษณ์
และการทำงานดังรูป
 |
|
อินพุท
|
เอาท์พุท
|
|
|
A
|
B
|
Y
|
|
0
|
0
|
0
|
|
0
|
1
|
1
|
|
1
|
0
|
1
|
|
1
|
1
|
1
|
ค) แสดงตารางความจริง
(Truth table) ของออร์เกท
จากการทำงานของ OR gate เราสามารถเขียน Function
Output ของ OR gate ได้คือ
Y
= A + B
รูปที่ 6
ในทางปฏิบัติจริงอาจจะมีการใช้ออร์เกทที่มีอินพุทมากกว่าสองอินพุทก็ได้
โดยจะมีจำนวนอินพุทถึง n อินพุท ซึ่งจะได้ Function
Output ของ OR gate ที่มีจำนวนอินพุท n
อินพุท คือ
 |
Y = A + B +…+ n
รูปที่ 7
1.3.3 นอทเกท (NOT gate) หรืออินเวอร์เตอร์ (Inverter) Not gate เป็นเกทที่ทำหน้าที่เปลี่ยนสัญญาณอินพุทจาก
“0” เป็น “1” หรือ จาก “1” เป็น “0” ซึ่งอาจจะกล่าวได้ว่าเป็นการคอมพลีเม้นต์ก็ได้เช่นกัน
NOT gate นั้นจะมีเพียงอินพุทเดียวเท่านั้น ซึ่งมีสัญลักษณ์และตารางการทำงาน
คือ
 |
|
อินพุท
|
เอาท์พุท
|
|
A
|
Y
|
|
0
|
1
|
|
1
|
0
|
ค) แสดงตารางความจริง
(Truth table) ของนอทเกท
รูปที่ 8
จากการทำงานของ NOT gate เราสามารถเขียน Function
Output ของ NOT gate ได้คือ
Y
= A
1.3.4 แนนด์เกท (NAND gate)
NAND
gate เป็นการนำเอาการกระทำการ AND ระหว่างอินพุทตั้งแต่
2 อินพุทขึ้นไป แล้วนำเอาท์พุทที่ได้ไปผ่าน NOT gate
(AND + INVERTER = NAND) โดยมีลักษณะของเอาท์พุทที่ตรงกันข้ามกับ AND
gate คือ เอาท์พุทจะเป็น “0” เพียงกรณีเดียวเท่านั้นเมื่ออินพุททุกตัวเป็น
“1” ซึ่ง NAND gate มีสัญลักษณ์
และการทำงานดังรูป
อินพุท |
เอาท์พุท
|
||||
|
A
|
B
|
Y
|
|||
|
0
|
0
|
1
|
|||
|
0
|
1
|
1
|
|||
|
1
|
0
|
1
|
|||
|
1
|
1
|
0
|
|||
ค) แสดงตารางความจริง
(Truth table) ของแนนด์เกท
รูปที่ 9
จากการทำงานของ NAND gate เราสามารถเขียน Function
Output ของ NAND gate ได้คือ
Y
= A × B
ในทางปฏิบัติจริงอาจจะมีการใช้แอนด์เกทที่มีอินพุทมากกว่าสองอินพุทก็ได้
โดยจะมีจำนวนอินพุทถึง n อินพุท ซึ่งจะได้ Function
Output ของ NAND gate ที่มีจำนวนอินพุท n
อินพุท คือ
 |
Y
= A ×
B ×…× n
รูปที่ 10
1.3.5
นอร์เกท (NOR gate) NOR gate เป็นการนำเอาการกระทำการ OR
ระหว่างอินพุทตั้งแต่ 2 อินพุทขึ้นไป
แล้วนำเอาท์พุทที่ได้ไปผ่าน NOT gate โดยมีลักษณะของเอาท์พุทตรงกันข้ามกับ
OR gate คือ เอาท์พุทจะเป็น “0” ก็ต่อเมื่อมีอินพุทหนึ่งอินพุทใดหรืออินพุททุกตัวเป็น
“1” ซึ่ง NOR gate มีสัญลักษณ์
และการทำงานดังรูป
 |
|
อินพุท
|
เอาท์พุท
|
|
|
A
|
B
|
Y
|
|
0
|
0
|
1
|
|
0
|
1
|
0
|
|
1
|
0
|
0
|
|
1
|
1
|
0
|
ค) แสดงตารางความจริง
(Truth table) ของนอร์เกท
รูปที่ 11
จากการทำงานของ NOR gate เราสามารถเขียน Function
Output ของ NOR gate ได้คือ
Y
= A + B
ในทางปฏิบัติจริงอาจจะมีการใช้นอร์เกทที่มีอินพุทมากกว่าสองอินพุทก็ได้
โดยจะมีจำนวนอินพุทถึง n อินพุท ซึ่งจะได้ Function
Output ของ NOR gate ที่มีจำนวนอินพุท n
อินพุท คือ
 |
Y
= A + B +…+ n
รูปที่ 12
1.3.6เอ็กซ์คลูซีฟ-ออร์เกท
(EXCLUSIVE-OR gate)
EXCLUSIVE-OR
gate เป็นเกทพิเศษชนิดหนึ่งซึ่งเป็นการนำเอา NOT gate AND
gate OR gate มาทำการต่อร่วมกัน ประกอบไปด้วยอินพุท 2 อินพุท ซึ่งจะมีลักษณะของเอาท์พุทจะเป็น “0” ก็ต่อเมื่อมีอินพุททั้งสองอินพุทมี
Logical เหมือนกัน เช่น เป็น “0” หรือเป็น
“1” ทั้งสองอินพุทและเอาท์พุทจะเป็น “1” ก็ต่อเมื่อมีอินพุททั้งสองอินพุทมี Logical ต่างกัน
 |
|
อินพุท
|
เอาท์พุท
|
|
|
A
|
B
|
Y
|
|
0
|
0
|
0
|
|
0
|
1
|
1
|
|
1
|
0
|
1
|
|
1
|
1
|
0
|
ค) แสดงตารางความจริง
(Truth table) ของ EXCLUSIVE-OR gate
รูปที่ 13
จากการทำงานของ EXCLUSIVE-OR gate เราสามารถเขียน Function
Output ของ EXCLUSIVE-OR gate ได้คือ
Y
= A × B + A × B หรือ
=
(A + B) × (A + B)
หรือ
= A Å B
ในทางปฏิบัติจริงเราอาจเห็น EXCLUSIVE-OR gate ที่มีอินพุทมากกว่าสองอินพุทได้เช่นกัน
แต่ไม่มากนัก
1.3.7 เอ็กซ์คลูซีฟ-นอร์เกท
(EXCLUSIVE-NOR gate) หรือ Comparators
EXCLUSIVE-NOR gate เป็นเกทพิเศษอีกชนิดหนึ่งซึ่งเป็นการนำเอา
NOT gate AND gate OR gate มาทำการต่อร่วมกันเช่นเดียวกับ EXCLUSIVE-OR
gate ประกอบไปด้วยอินพุท 2 อินพุท
ซึ่งจะมีลักษณะของเอาท์พุทจะตรงกันข้ามกับเอาท์พุทของ EXCLUSIVE-OR gate คือ เอาท์พุทจะ เป็น “0” ก็ต่อเมื่อมีอินพุททั้งสองอินพุทมี
Logical ต่างกัน และเอาท์พุทจะเป็น “1” ก็ต่อเมื่อมีอินพุททั้งสองอินพุทมี Logical เหมือนกัน
เช่น เป็น “0” หรือเป็น “1” ทั้งสองอินพุท
 |
|
อินพุท
|
เอาท์พุท
|
|
|
A
|
B
|
Y
|
|
0
|
0
|
0
|
|
0
|
1
|
1
|
|
1
|
0
|
1
|
|
1
|
1
|
0
|
ค) แสดงตารางความจริง
(Truth table) ของ EXCLUSIVE-NOR gate
รูปที่ 14
จากการทำงานของ EXCLUSIVE-NOR gate เราสามารถเขียน Function
Output ของ EXCLUSIVE-NOR gate ได้คือ
Y
= A × B + A × B หรือ
= (A
+ B) × (A + B)
หรือ
=
A Å B
=
A ๏ B
ในทางปฏิบัติจริงเราอาจเห็น EXCLUSIVE-NOR gate ที่มีอินพุทมากกว่าสองอินพุทได้เช่นกัน
แต่ไม่มากนัก
1.3.8 Inhibit gate Inhibit gate เป็นเกทพิเศษอีกชนิดหนึ่งซึ่งเป็นการนำเอา
NOT gate AND gate มาทำการต่อร่วมกัน โดยจะนำ NOT gate มาต่อไว้ที่อินพุทของ AND gate เพียงอินพุทหนึ่ง ๆ
 |
|
อินพุท
|
เอาท์พุท
|
||
|
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
|
1
|
|
1
|
1
|
1
|
0
|
ค) แสดงตารางความจริง
(Truth table) ของ Inhibit gate
รูปที่ 15
จากการทำงานของ Inhibit gate
ดังรูปที่ 3.14 นั้น เราสามารถเขียน Function
Output ของ Inhibit gate นี้ได้คือ
Y
= A × B × C 