把“与”门和“非”门组合起来……
在数字系统中，使用着许许多多的门电路，除了上一期介绍的“与”门、“或”门和“非”门外，还常常把它们组合起来，构成“与非”门、“或非”门、“与或非”门，等等。其中，“与非”门应用最为广泛。
什么是“与非”门呢？我们仍然可以用电灯控制电路来说明它的逻辑功能，如图1所示。三个开关A、B、C串联起来再与电灯并联，设开关接通状态为“1”，开关断开状态为“0”；灯亮为“1”，灯灭为“0”。显然，只有当开关A与B与C全部接通时，电灯才熄灭；如果有一个或一个以上的开关断开，电灯就燃亮。把这个关系列成“真值表”（表1），取A、B、C为输入逻辑变量，Z为输出逻辑变量，则Z与A、B、C之间的关系就是“与非”逻辑关系：当所有输入都为“1”时，输出才是“0”；而只要有一个输入为“0”，输出就是“1”。
表1
输 入 A 0 1 0 1 0 1 0 1
B 0 0 1 1 0 0 1 1
C 0 0 0 0 1 1 1 1
输 出 Z 1 1 1 1 1 1 1 0
把一个二极管“与”门和一个晶体管“非”门前后串联起来，就构成了一个“与非”门（图2）。这个“与非”门具有三个输入端（即三个二极管D\(_{1}\)、D2和D\(_{3}\)的阴极）和一个输出端（晶体管BG的集电极）。图2b是“与非”门的逻辑符号。
门的“开”与“关”仍然是由加到输入端的脉冲信号控制的。任何一个门电路的输入和输出都有预先规定的标准逻辑电平，这里取高电平为+3伏，低电平为O伏。
当输入输A、B、C中有一个或几个为低电平0伏时，前面的“与”门输出就是低电平，即V\(_{P}\)=0。这时，后面的“非”门晶体管BG截止，输出高电平。为了使输出高电平也等于标准逻辑电位+3伏，在晶体管BG的集电极接入了二极管Dq和另一组+3伏电源E\(_{q}\)。晶体管饱和时，VC=0，所以D\(_{q}\)截止，对电路没有影响；而当晶体管截止时，Dq就要导通，使输出电位被箝制在+3伏上。所以，D\(_{q}\)称为箝位二极管。
当输入端A与B与C全为高电平+3伏时，“与”门的输出为高电平，即V\(_{P}\)=+3伏。此时，“非”门的晶体管BG饱和，输出低电平，即VZ≈0伏。
“与非”门的输出与输入的逻辑关系，正好符合上列真值表，即：当输入端全为高电平“1”时，输出为低电平“0”；当输入端有一个或几个为低电平“0”时，输出就是高电平“1”。
目前，这种分立元件“与非”门已经很少使用了，代替它的是集成电路“与非”门。
集成电路与分立电路有什么不同
“集成电路”就是把一个电路所需的晶体管、电阻、电容和连线，集中制作在一块很小的半导体硅片上，封装在外壳中组成的。整个电路是块微小的固体，从外观上根本分辨不出各种元件和线路，所以集成电路又叫固体电路。集成电路与分立元件电路相比，具有体积小、重量轻、可靠性高和低功耗等优点，所以，如今数字电路大部分都已经集成化了。
那么，是不是任何一个分立元件电路都能原样不动地集成化呢？这在工艺上还是有困难的。目前，在集成电路中晶体管是很容易制作的，而电容和高阻值的电阻却难以做出。所以，集成电路中避免使用大阻值电阻，一般不使用电容器。
数字集成电路按集成度（每片包含的元件数）可作如下分类：每片电路包含10～100个元件叫小规模集成电路（SSI）：包含100～1000个元件叫中规模集成电路（MSI）；包含1000个以上元件的称为大规模集成电路（LSI）。近年来，又出现了每片包含数十万个元件的超大规模集成电路。
下面我们通过介绍典型的集成电路“与非”门，可以进一步了解集成电路的特点。
利用多发射极晶体管构成“与”门
在数字集成电路的产品中，“与非”门可以说是用途最广的一种了。利用它不仅可以组合成其它各种门电路，还可以搭接成计数器、译码器和单稳、多谐振荡器等多种逻辑部件。
这里介绍应用最多的TTL“与非”门，它又叫“晶体管——晶体管逻辑门电路”。
图3a画出了TTL“与非”门的原理电路，它的主要特征就是用一个多发射极晶体管BG\(_{1}\)代替二极管“与”门。每个发射极和公共基极之间都形成一个PN结，集电极和基极之间又形成另一个PN结。晶体管BG2起“非”门的作用。它的等效电路如图3b所示，显而易见，从逻辑功能上来看，多发射极晶体管BG\(_{1}\)与二极管“与”门的作用完全一样。
当输入端A、B、C全部为高电平“1”时，多发射极晶体管BG\(_{1}\)的发射结处于反向偏置，而集电结正向导通，电源EC通过电阻R\(_{1}\)和BG1管的集电结供给BG\(_{2}\)正向基极电流，使BG2饱和，输出端Z为低电平“0”。
若输入端有一个或几个为低电平“0”，则相应的发射结导通，b\(_{1}\)点电位就是0.7伏，它不足以使BG1管的集电结和BG\(_{2}\)管的发射结导通。由于BG2截止，输出端Z就是高电平“1”。
值得注意的是：在输入端由高电平变成低电平瞬间，BG\(_{1}\)管的集电极电流恰好是BG2的反向基极电流，加快了BG\(_{2}\)由饱和向截止的转化，提高了“与非”门的开关速度，改善了电路的工作性能。
国产T063型集成电路“与非”门
图3所示的TTL“与非”门的缺点是输出波形不好，带负载能力差，抗干扰能力不强，因而不能实际应用。国产T063型五输入端TTL双“与非”门电路如图4所示。图中T\(_{1}\)（在集成电路中，常用T表示晶体管）起“与”门作用，T2与T\(_{5}\)主要起“非”门作用，用两个管子可以提高带负载能力。T3、T\(_{4}\)组成两级射极跟随器，用以改善输出特性。T6组成抗饱和分流网络，可以进一步提高开关速度和抗干扰能力。图5是T063双“与非”门的管脚接线图。（双与非门就是在一块集成电路中有两个与非门）。
用“与非”门可以搭接成其它门电路
有了集成电路“与非”门组件，就可以方便地搭接成其它各种门电路了。
“与非”门有多个输入端，如果我们只使用其中某一个输入端，其余输入端都悬空，或者把全部输入端连在一起作为一个输入端，就成为一个“非”门，如图6所示。
如果要组成一个“或”门，只需把三个输入信号都经过“非”门倒一个相，再作为“与非”门的输入端，就成为一个“或”门了（图8）。(张晋纯 宋东生 编译)