為了對門電路的工作原理有一個初步了解，在介紹ttl集成邏輯門和cmos集成邏輯門之前，先對簡單的晶體二極管與門、或門和晶體三極管非門（又稱為反相器）進(jìn)行簡單介紹。
（1）與門
與門有兩個以上輸入端和一個輸出端。圖1（a）給出了由二極管組成的兩輸入與門電路，與其對應(yīng)的邏輯符號如圖1（b）所示。
圖1 二極管與門電路及與門邏輯符號
圖1（a）中，a、b為輸入端，f為輸出端。輸入信號為低電平0v或者高電平+5v。假定二極管正向電阻為0，反向電阻無窮大，該電路根據(jù)輸入信號取值的不同，可分為兩種工作情況。
①輸入電壓va、vb均為低電平0v，或者其中的一個為低電平0v時，輸入為低電平的二極管將處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而使得輸出端f的電壓被鉗制在近似0v，即vf≈0v；
②輸入電壓va、vb均為高電平+5v時，二極管d1、d2均截止，輸出端f的電壓等于電源電壓vcc，即vf＝+5v。
可得出該電路輸入和輸出的電壓取值關(guān)系如表1所示。假定高電平表示邏輯值1，低電平表示邏輯值0，則該電路輸入和輸出之間的邏輯取值關(guān)系如表2所示。顯然，該電路實現(xiàn)了“與”運(yùn)算的邏輯功能，即輸出邏輯表達(dá)式為f=a·b。
表 1 輸入與輸出的電壓關(guān)系
表2 輸入與輸出的邏輯關(guān)系
a／v
b／v
f／v
0
0
0
0
+5
0
+5
0
0
+5
+5
+5
a
b
f
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
（2）“或”門
“或”門可以有兩個或者兩個以上輸入端和一個輸出端。由二極管構(gòu)成的兩輸入“或”門電路如圖2（a）所示，與其對應(yīng)的邏輯符號如圖2（b）所示。
圖2 二極管或門電路及或門邏輯符號
圖2（a）中，a、b為輸入端，f為輸出端。該電路根據(jù)輸入信號取值的不同，同樣可分為如下兩種工作情況。
①當(dāng)兩個輸入端電壓va、vb均為低電平0v時，二極管d1、d2均截止，輸出端電壓vf＝0v。
②當(dāng)兩個輸入端電壓va、vb均為+5v，或者其中的一個+5v時，輸入為+5v的二極管將處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而使得輸出端f的電壓為高電平,即vf≈+5v。
可得出該電路輸入和輸出的電壓取值關(guān)系如表3所示，電路的邏輯取值關(guān)系如表4所示。顯然，該電路實現(xiàn)“或”運(yùn)算的邏輯功能，輸出f和輸入a、b之間的邏輯關(guān)系表達(dá)式為f=a+b。
表3 輸入與輸出的電壓關(guān)系
表4輸入與輸出的邏輯關(guān)系
a
b
f
0v
0v
0v
0v
+5v
+5v
+5v
0v
+5v
+5v
+5v
+5v
a
b
f
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
（3）“非”門
“非”門又稱為反相器。它有一個輸入端和一個輸出端。一個用晶體三極管構(gòu)成的“非”門電路如圖3（a）所示，與其對應(yīng)的邏輯符號如圖3（b）所示。
圖3 二極管或門電路及或門邏輯符號
圖3（a）中，a為輸入端，f為輸出端。假定三極管飽和導(dǎo)通時集電極輸出電壓近似為0v，三極管截止時集電極輸出電壓近似為+5v，根據(jù)三極管工作原理可知：當(dāng)輸入a為低電平時，三極管截止，輸出電壓vf≈+5v；當(dāng)輸入a為高電平時，三極管飽和導(dǎo)通，輸出電壓vf≈0v。輸入和輸出之間的電壓取值關(guān)系如表5所示，邏輯取值關(guān)系如表6所示。
表5 輸入與輸出的電壓關(guān)系
表6 輸入與輸出的邏輯關(guān)系
a
f
0v
+5v
+5v
0v
a
f
0
1
1
0
顯然，該電路實現(xiàn)“非”邏輯功能，輸出f與輸入a的邏輯關(guān)系表達(dá)式為。
上述由二極管、三極管構(gòu)成的三種簡單門電路，雖然可以實現(xiàn)三種基本邏輯運(yùn)算，但這種門電路的負(fù)載能力、開關(guān)特性等均不理想。實際使用的是性能更好的各種集成門電路。