Diyot Mantık Kapıları

Nedense, transistör mantık kapılarını anlıyorum ve sorunları çözebiliyorum, ama nedense diyotlar tarafından yapılan ve / veya mantık kapılarını anlamıyorum. Birisi bana devre analizi kullanarak açıklayabilirse, bunu takdir ediyorum.

Hatırlamanız gereken tek şey, akımın bir diyottan ok yönünde akmasıdır.

OR geçidi durumunda, her iki girişte potansiyel (yani mantık 0 veya toprak) yoksa, her iki diyottan ve çekme direnci R'den hiçbir akım geçmez$_{L}$ çıkışı toprakta tutacaktır (mantık 0).

Eğer her iki girişlerin (1 ya da 2 olduğu), girişinde bir pozitif (mantık 1) gerilim varsa, o zaman mevcut diyot (lar) içinden geçecek ve diyot (aka çıkış dışında, az diyodun ileri voltaj görünür düşürmek).

AND geçidi, ters diyotlar nedeniyle daha zor görünüyor, ancak değil.

Girişlerden biri (1 veya 2'de) toprak potansiyeline (mantık 0) sahipse, direnç R'den gelen pozitif voltaj nedeniyle anot tarafında daha yüksek potansiyel nedeniyle$_{L}$, akım diyot (lar) içinden akacak ve Çıkış çıkışı üzerindeki voltaj diyotun ileri voltajına (0.7v) eşit olacaktır.

Eğer her iki AND kapısı girdileri yüksektir (mantık 1), daha sonra herhangi bir geçerli iki diyot geçmesine, ve R 'ile pozitif gerilim olacak$_{L}$ Çıkışta görünecektir.

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

Bir yana, diyot mantığı tek başına pratik değildir. Örneğin OR geçidinin açıklamasında belirtildiği gibi, girişlerden herhangi birinde yüksek bir mantık (1) olduğunda Çıkış terminalindeki voltaj, girişteki voltaj eksi diyot düşüşü olacaktır. Bu voltaj düşüşü sadece pasif devreler kullanılarak geri kazanılamaz, bu nedenle bu basamaklandırılabilen kapı sayısını ciddi şekilde sınırlar.

Diyot mantığı ile, AND ve OR dışında herhangi bir kapı inşa etmek de zordur. NOT kapılar mümkün değildir.

Bu nedenle, yukarıda açıklanan kapıların çıkışına bir NPN transistörü ekleyen DTL'yi (diyot transistör mantığı) girin. Bu onları NAND ve NOR kapılarına dönüştürür , bunlardan herhangi biri başka bir mantık fonksiyonu oluşturmak için kullanılabilir.

Bazen diyot mantığı ve DTL kombinasyonu birlikte kullanılır; basitliği için diyot mantığı ve sinyal seviyelerinin olumsuzlanması ve yenilenmesini sağlamak için DTL. 1960'ların başında geliştirilen Minuteman II füzesi için rehber bilgisayar , Texas Instruments tarafından yapılan erken entegre devrelerde bulunan diyot mantığı ve diyot transistör mantığının bir kombinasyonunu kullandı.

Bir diyotun 0.6-0.7v dahili ileri voltaj düşüşünü, herhangi bir yığın direncini ve ideal olmayanları göz ardı ettiğimiz ideal bir diyot modelini düşünerek diyotlardan yapılan mantık devrelerini kolayca anlayabilirsiniz. Temel olarak ideal diyotu mükemmel bir anahtar olarak görüyoruz: öne eğimli olduğunda kapalı ve ters taraflı olduğunda açık

İdeal Diyot Modeli

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

Bu modeli kullanarak, akım I üzerinden direnç üzerinden hesaplayalım

VEYA Kapı

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

En az iki girişten biri yüksekte (Es) tutulduğunda, ilgili diyot öne eğik olduğu ve kısa devre görevi gördüğü için dirençten zemine doğru sıfır olmayan bir akım akar. Kısa devre görevi gören bir diyot üzerindeki voltaj düşüşü 0 olduğundan, çıkış terminali (Es) girişi için tutulur. Her iki giriş de toprağa tutulduğunda (0v), her iki diyot ters yönde meyillidir ve bu nedenle açık devre yapar ve dirençten akım akmaz. Sonuç olarak, Out terminali şimdi toprağa tutulur (0v)

AND Kapısı

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

En az iki giriş terminalinden biri toprağa tutulduğunda (0v), ilgili diyotları ileri yönde eğimlidir ve dirençten sıfır olmayan akımın akmasına neden olan kısa devre görevi görür. Kısa devre görevi gören bir diyot üzerindeki voltaj düşüşü 0 olduğundan, Çıkış terminali toprağa (0v) tutulur. Her iki giriş de yüksek tutulduğunda (Es), şimdi her iki diyot ters yönde eğimlidir ve bu nedenle açık devreler olarak hareket eder ve dirençten akım akmaz. Sonuç olarak, Terminal Out artık yüksek (Es) konumuna çekiliyor

OR geçidi ile açıklayabilirim. Aşağı çekme direnci, çıkışı 0 V'a, ancak nispeten yüksek bir empedansla ayarlar.

Bir diyot basitçe bir anahtar olarak düşünülebilir, eğer üzerinde pozitif bir voltaj varsa ("pozitif" açma voltajından daha fazla olarak yorumlanabilir), o zaman düşük empedanstır. Negatif bir voltaj varsa, yüksek bir empedans vardır.

Şimdi, OR kapısına bakın. IN1 ve IN2'nin her ikisi de düşükse, her iki diyot da KAPALI (yani yüksek empedanslıdır). Böylece, açılan direnç hakimdir ve çıkış sıfırdır.

Örneğin IN1 yüksekse, diyot açılır ve IN1 açılan dirençle savaşır. Bununla birlikte, IN1'in düşük çıkış empedansı varsa (ki), o zaman savaş römorkesini kazanır ve çıkış IN1 veya YÜKSEK olur. Aynı argüman IN2 veya hem IN1 hem de IN2 yüksekse geçerlidir.

Unutmayın, çizildiği gibi diyagram IN1 ve IN2 = Es anlamına gelir.

Ayrıca, diyotun voltaj yönünde işaret ettiğini unutmayın, bu nedenle okun işaret ettiği taraf okun işaret ettiği taraftan daha azsa, diyot AÇIK olur.

Aşağıdaki "VE" durumunda, Y yalnızca A VE B doğruysa doğru (yüksek) , "VEYA" durumunda Y VEYA B doğru olduğunda Y doğru olur