Portes logiques à diode

Pour une raison quelconque, je comprends les portes logiques à transistors et je suis capable de résoudre des problèmes, mais pour une raison quelconque, je ne comprends pas les portes logiques et / ou construites par des diodes. Si quelqu'un peut me l'expliquer en utilisant l'analyse de circuit, je l'apprécierais.

Tout ce que vous devez vous rappeler, c'est que le courant passe à travers une diode dans le sens de la flèche.

Dans le cas de la porte OU, s'il n'y a pas de potentiel (c.-à-d. Logique 0 ou masse) sur les deux entrées, aucun courant ne traversera l'une ou l'autre diode, et la résistance de rappel R L maintiendra la sortie à la masse (logique 0 ).$_{L}$

Si l' une des entrées a une tension positive (logique 1) sur son entrée (In 1 ou 2), le courant traversera la ou les diodes et apparaîtra sur la sortie Out, moins la tension directe de la diode (aka diode laissez tomber).

La porte ET semble plus difficile à cause des diodes inversées, mais ce n'est pas le cas.

$_{L}$

$_{L}$

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Soit dit en passant, la logique de diode en elle-même n'est pas très pratique. Comme indiqué dans la description de la porte OU par exemple, la tension sur la borne de sortie lorsqu'il y a un haut logique (1) sur l'une ou l'autre des entrées sera la tension sur l'entrée moins une chute de diode. Cette chute de tension ne peut pas être récupérée en utilisant uniquement des circuits passifs, ce qui limite considérablement le nombre de portes qui peuvent être montées en cascade.

Avec la logique de diode, il est également difficile de construire des portes autres que ET et OU. PAS de portes ne sont pas possibles.

Entrez donc DTL (diode transistor logic), qui ajoute un transistor NPN à la sortie des grilles décrites ci-dessus. Cela les transforme en portes NAND et NOR , qui peuvent être utilisées pour créer tout autre type de fonction logique.

Parfois, une combinaison de logique de diode et de DTL sera utilisée ensemble; logique de diode pour sa simplicité, et DTL pour assurer la négation et la régénération des niveaux de signal. L'ordinateur de guidage du missile Minuteman II , développé au début des années 1960, utilisait une combinaison de logique de diode et de logique de transistor de diode contenue dans les premiers circuits intégrés fabriqués par Texas Instruments.

Vous pouvez comprendre facilement comprendre les circuits logiques fabriqués à partir de diodes en considérant le modèle idéal d'une diode dans laquelle nous ignorons la chute de tension directe intégrée de 0,6-0,7 V d'une diode, toute résistance en vrac et les non-idéalités. Donc, fondamentalement, nous considérons la diode idéale comme un interrupteur parfait: elle est fermée lorsqu'elle est polarisée en direct et ouverte lorsqu'elle est polarisée en inverse

Modèle de diode idéal

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

En utilisant ce modèle, permet de calculer le courant I à travers la résistance

OU porte

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

Chaque fois qu'au moins une des deux entrées est maintenue à un niveau élevé (Es), un courant non nul circule vers la terre à travers la résistance car la diode respective est polarisée en direct et agit comme un court-circuit. Comme la chute de tension aux bornes d'une diode agissant comme un court-circuit est de 0, la borne Out est donc maintenue à l'entrée haute (Es). Lorsque les deux entrées sont maintenues à la masse (0 V), les deux diodes sont polarisées en inverse et donc en circuit ouvert et aucun courant ne traverse la résistance. En conséquence, la borne de sortie est maintenant maintenue à la terre (0v)

AND Gate

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

Chaque fois qu'au moins une des deux bornes d'entrée est maintenue à la masse (0v), leur diode respective est polarisée en direct et agit comme un court-circuit provoquant un courant non nul à travers la résistance. Comme la chute de tension aux bornes d'une diode agissant comme un court-circuit est de 0, la borne Out est donc maintenue à la masse (0v). Lorsque les deux entrées sont maintenues hautes (Es), les deux diodes sont maintenant polarisées en inverse et agissent ainsi comme des circuits ouverts et aucun courant ne circule à travers la résistance. Par conséquent, le terminal Out est maintenant tiré à un niveau élevé (Es)

Je peux expliquer avec la porte OU. La résistance d'abaissement règle la sortie à 0 V, mais grâce à une impédance relativement élevée.

Une diode peut être considérée simplement comme un interrupteur, s'il y a une tension positive à travers elle (où "positif" peut être interprété comme plus que la tension de mise sous tension), alors c'est une faible impédance. S'il y a une tension négative, il y a une haute impédance.

Maintenant, regardez la porte OU. Si IN1 et IN2 sont tous deux faibles, alors les deux diodes sont éteintes (c'est-à-dire qu'elles sont à haute impédance). Ainsi, la résistance de pulldown domine et la sortie est nulle.

Si IN1 est élevé, par exemple, la diode s'allume et IN1 combat avec la résistance de rappel. Cependant, si IN1 a une faible impédance de sortie (ce qui devrait être le cas), il gagnera le bras de fer et la sortie ira à IN1, ou HIGH. Le même argument est valable si IN2 ou IN1 et IN2 sont élevés.

Gardez à l'esprit que le diagramme tel qu'illustré implique IN1 et IN2 = Es.

N'oubliez pas non plus que la diode pointe dans le sens de la tension, donc si le côté vers lequel la flèche pointe est inférieur à celui vers lequel la flèche pointe, la diode est allumée.

Dans le cas "ET" ci-dessous, Y ne deviendra vrai (élevé) que si A ET B sont vrais, tandis que dans le cas "OU", Y deviendra vrai lorsque A OU B seront vrais