Логические элементы ИЛИ и И на диодах
Если нам нужен вентиль ИЛИ, мы можем использовать КМОП микросхему 4071 или ТТЛ микросхему 7432. Если нам нужен логический элемент И, мы можем использовать КМОП микросхему 4081 или ТТЛ микросхему 7408, но иногда проще использовать диоды. Диодная логика использует тот факт, что диоды проводят ток только в одном направлении (они ведут себя как переключатели).
Диодный логический вентиль ИЛИ
Если один или оба входа имеют логическую «1» (5 вольт), ток будет течь через один или оба диода. Этот ток проходит через резистор и вызывает появление напряжения на его выводах, тем самым мы получаем на выходе логическую «1».
Мы получаем логический «0» (0 вольт) на выходе только тогда, когда оба входа находятся в логическом «0». В этом случае диоды не проводят, ток через резистор R отсутствует и напряжение на его выводах отсутствует. В результате напряжение на Vout такое же, как и на земле (0 вольт).
Диодный логический элемент И
Когда оба входа находятся в состоянии логической «1», два диода смещены в обратном направлении, и ток на землю не течет. Следовательно, на выходе логическая «1», поскольку на резисторе R нет падения напряжения.
Если на одном из входов логический «0», ток будет протекать через соответствующий диод и через резистор. Таким образом, анод диода (выход) будет иметь логический «0». Этот метод хорошо работает, когда схемы простые, но возникают проблемы, когда приходится делать взаимосвязи с такими вентилями.
Подключение вентилей ИЛИ и И на основе диодов
Соединим два вентиля И и 1 вентиль ИЛИ, как показано на следующем рисунке. Если мы внимательно проанализируем картинку, мы заметим, что один из двух выходов логических элементов И будет в логической «1» (высокий уровень), когда входы A и B или входы C и D находятся в логической «1» (высокий уровень).
Эти выходы служат входами для вентиля ИЛИ. Анализируя выход логического элемента ИЛИ и предполагая, что номиналы резисторов одинаковы по всей схеме, был сформирован делитель напряжения, тогда выходное напряжение будет примерно: Vвых = (+V -Vd)/2. Заменив V и Vd реальными значениями в последней формуле, получим: Vвых = (5-0,7)/2 = 2,15 Вольт (мы делим его на 2, потому что на протекании электрического тока есть два резистора одинакового номинала).
В случае, когда все входы (A, B, C, D) находятся в состоянии логической «1», два резистора логических элементов «И» будут включены параллельно и последовательно с резистором вентиля «ИЛИ». Это обеспечит выходное напряжение 2,85 Вольт. Этот уровень находится в неразрешенной (запрещенной) области для логической «1». Если мы добавим больше вентилей в каскад, проблема будет более серьезной, поэтому этот метод используется только для простых вентилей.
© digitrode.ru