■GATE IC

一般之電路均具有輸入端與輸出端，由輸入接頭加上信號電壓，即可由輸出端取出相對應之電壓。數位IC的場合，如前所述，輸入與輸出電壓間有一定之間關係，輸入側可稱之為GATE(閘門)，當加上輸入電壓GATE開啟時，輸出端即可輸出相對應之信號。

【緩衝器(Baffer)】最簡單的GATE IC如圖3(a)所示，與一般的放大電路頗為相似，這種電路在數位電路中名之為緩衝器。

實際上之電路雖較複雜，但其原理則與圖3(b)所示之電晶體電路相同。此一電路中，若GATE(電晶體之基極)端未加上電壓，則如圖4(a)所示，電晶體之集極電流為0，因而其輸出電壓亦為0。

如圖4(b)所示，若GATE加上電壓(該電壓之值能夠使電晶體達飽和之程度)，則有集極電流流通，故輸出端將輸出一與電源電壓相近之電壓。亦即輸出端之電壓為0與1(電源電壓)兩種狀態。

數位電路之輸入、輸出電壓如上所示，為0與1兩種狀態，0亦稱"L"，而1稱為"H"狀態。

當IC與IC之間，由於驅動能力不足或其他原因，不適於直接連接時，便可在兩者之間加上一級緩衝器。

【反轉器(Inverter)】反轉器之記號如圖5(a)所示，係在緩衝器之末端加一圓圈。

 圖5(b)為反轉器之原理電路，當電晶體之基極輸入電壓為0時，由於集極電流亦為0，故RL內無電壓降，輸出端之電壓為最高，幾與電源電壓相等。反之，若基極加上一能夠使電晶體飽和狀態之電壓時，電晶體有集極電流流通，電壓幾乎全部加於RL兩端，故輸出電壓近於 0。

亦即，此種電路之輸出與輸入之間有狀態相反之關係存在，故稱之為反轉器。又因輸出狀態為輸入狀態之否定，故又稱為否定(NOT)電路(圖6)。

在數位電路中，亦常有利用反轉器作緩衝器之用。在此場合，圖3之IC稱為緩衝器，而圖5之IC則稱為反轉緩衝器，藉以區別之。

【及閘(AND GATE)】 數位電路中，經常使用2個輸入端子以上之GATE。圖7即為其中之一，名為AND GATE。其動作功能係：當輸入端A與B(A AND B)同時有輸入電壓時，方才有電壓輸出，否則輸出為 0。

換言之，當GATE之兩個輸入端同時加上"H"狀態之信號時，方能輸出"H"狀態之電壓，其動作如圖7下方之表示，該表一般又稱為真實表或動作表。

【或閘(OR GATE)】複數個輸入之任一方(A OR B)輸入"H"信號時，輸出端將輸出"H"之IC即稱為OR GATE，圖8為其記號以及其動作表。

【反及閘(NAND GATE)】 NAND GATE係AND GATE之否定電路(NON-AND)，由NOT之N以及AND所組成，其代表之記號如圖9所示。

由於其動作係AND之否定，故如圖9之動作表所示。當A與B兩輸入端均呈"H"狀態時，輸出狀態為"L"。

【反或閘(NOR GATE)】為OR之否定電路。在動作上相當於OR GATE之後加上一只反轉器，表示記號如圖10所示。

在OR GATE的場合，只要任一輸入端輸入"H"信號，輸出端即呈"H"狀態，而NOR GATE的場合則與OR GATE相反，輸出狀態為"L"。

【互斥閘】在互斥(EXCLUSSIVE) GATE的場合，如圖11所示，亦有OR與NOR GATE兩種。僅在輸入端輸入"L"與"H"狀態之場合方能輸出"H"或"L"狀態。由其動作表可以看出其與OR 或NOR GATE相異之處。

以上所舉之GATE均係2輸入端，實際之IC中，除互斥閘之外，輸入端子有多達8個輸入者。