Логічні ворота діода

Я чомусь розумію логічні ворота транзисторів і вмію вирішувати проблеми, але чомусь не розумію та / або логічні ворота, побудовані діодами. Якщо хтось може мені це пояснити за допомогою схемного аналізу, я би вдячний за це.

Все, що вам потрібно пам’ятати, - це те, що струм тече через діод у напрямку стрілки.

У випадку АБО затвор, якщо на обох входах немає потенціалу (тобто логіки 0, або землі) , то через діод і висувний резистор R не буде проходити струм$_{L}$ буде тримати вихід на землі (логіка 0).

Якщо будь-який з входів має позитивну (логічну 1) напругу на вході (В 1 або 2), то струм буде проходити через діод (и) і з'являтися на виході «Вихід» за вирахуванням напруги прямого діода (він же діод) крапля).

Вентиль І виглядає більш складним через зворотні діоди, але його немає.

Якщо будь-який вхід (в 1 або в 2) знаходиться на первинному потенціалі (логіка 0), то через більший потенціал на стороні анода за рахунок позитивної напруги резистора R$_{L}$струм буде протікати через діод (и) і напруга на виході Out буде дорівнює напрузі прямого діода, 0,7v.

Якщо обидва входи на ворота І високі (логіка 1), то через діод не пройде ні струм, а позитивна напруга через R$_{L}$ з'явиться на виході Out.

--------------------------------------------

Зауваження, діодна логіка сама по собі не дуже практична. Як зазначено в описі пристрою АБО, наприклад, напруга на вихідному терміналі, коли є логічно висока (1) на будь-якому з входів, буде напруга на вході за вирахуванням падіння діода. Цей перепад напруги неможливо відновити за допомогою лише пасивних ланцюгів, тому це сильно обмежує кількість воріт, які можна каскадувати.

За допомогою діодної логіки також важко побудувати будь-які ворота, крім І та АБО. НЕ ворота неможливі.

Тому введіть DTL (діодний транзистор), який додає транзистор NPN до виходу описаних вище воріт. Це перетворює їх у ворота NAND та NOR , будь-які з яких можна використовувати для створення будь-якого іншого логічного функціонування.

Іноді комбінація діодної логіки та DTL буде використовуватися разом; діодна логіка для її простоти і DTL для забезпечення заперечення та регенерації рівнів сигналу. Навідний комп'ютер для ракети Minuteman II , розроблений на початку 1960-х років, використовував поєднання діодної логіки та логічної діодної транзистори, що міститься в ранніх інтегральних схемах, виготовлених компанією Texas Instruments.

Ви можете легко зрозуміти логічні схеми, виготовлені з діодів, розглядаючи ідеальну модель діода, в якій ми ігноруємо вбудований передній перепад напруги діода на 0,6-0,7 В, будь-який об'ємний опір і неідеальність. Таким чином, ми в основному вважаємо ідеальний діод ідеальним перемикачем: він закритий при зміщенні вперед і відкритий при зворотному зсуві

Ідеальна модель діода

Vp = voltage at P or Anode  terminal of diode 
Vn = voltage at N or Cathode terminal of diode
Vpn = Vp - Vn = terminal voltage across diode
Id = current through diode

if Vpn < 0, Diode is reverse biased and acts as an open circuit i.e. Id = 0
if Id != 0, Diode is forward biased and acts as a short circuit i.e. Vpn = 0

Використовуючи цю модель, давайте дозволяє обчислити струм I через резистор

АБО ворота

In1  In2  I    Out
0v   0v   0     0v
0v   Es   Es/R  Es
Es   0v   Es/R  Es
Es   Es   Es/R  Es

Щоразу, коли один із двох входів утримується до високого рівня (Es), ненульовий струм протікає до землі через резистор, оскільки відповідний діод є упередженим і діє як коротке замикання. Оскільки падіння напруги на діоді, що діє в якості короткого замикання, дорівнює 0, тому клема Вихід утримується для входу на високий рівень (Es). Коли обидва входи утримуються на землі (0v), обидва діоди є зворотним зміщенням і, отже, відкритим ланцюгом і струм не протікає через резистор. Як результат, термінал Out тепер утримується на землі (0v)

І ворота

In1  In2  I    Out
0v   0v   Es/R  0v
0v   Es   Es/R  0v
Es   0v   Es/R  0v
Es   Es   0     Es

Кожного разу, коли один із двох вхідних клем утримується заземленим (0v), їх відповідний діод зміщений вперед і діє як коротке замикання, через що через резистор тече ненульовий струм. Оскільки падіння напруги на діоді, що діє в якості короткого замикання, дорівнює 0, тому клемний вихід виводиться на землю (0v). Коли обидва входи утримуються високими (Es), тепер обидва діоди мають зворотний зміщення і, таким чином, діють як відкриті ланцюги, і через резистор не протікає струм. Як результат, термінал Out тепер підтягується до максимуму (Es)

Я можу пояснити за допомогою АБО ворота. Висувний резистор встановлює вихід на 0 В, але через відносно високий опір.

Діод можна розглядати як перемикач, якщо позитивна напруга на ньому (де "позитивне" можна інтерпретувати як більше напруги включення), то це низький опір. Якщо є негативна напруга, виникає високий опір.

А тепер подивіться на ворота АБО. Якщо IN1 і IN2 обидва низькі, то обидва діоди вимкнено (тобто вони мають високий опір). Отже, резистор, що випадає, домінує, а вихід дорівнює нулю.

Наприклад, якщо IN1 високий, тоді діод включається і IN1 бореться з резистором, що випадає. Однак якщо IN1 має низький вихідний опір (який він повинен бути), він виграє перетягування і вихід перейде в IN1, або ВИСОК. Той самий аргумент справедливий, якщо IN2 або обидва IN1 та IN2 високі.

Майте на увазі, на малюнку, як накреслено, випливає IN1 і IN2 = Es.

Також пам’ятайте точки діода у напрямку напруги, тому якщо сторона, на яку вказує стрілка, менша від сторони, на яку вказує стрілка, діод увімкнено.

У випадку "І", нижче, Y буде істинним (високим), якщо A AND B є істинним, тоді як у випадку "OR", Y буде істинним, коли A OR B є правдивим