二極管門電路

所謂門電路就是實現基本和常用邏輯運算的電子電路,門電路全稱為邏輯門電路,而這個電路如果是實現“與”運算的,那麼就叫做與門,實現“或”運算的叫做或門,實現非運算的叫做非門,也叫做反相器。類似的如果實現其他運算也是同樣的叫法。

在數字電路中,我們知道“1”代表高電平,一般我們把2.4V~5V範圍內的電壓都稱為高電平電壓,而0V~0.8V範圍內的電壓稱為低電壓。

而電路要實現這兩種狀態可以通過二極管、三極管和MOS場效應管來實現,下面用二極管來舉例說明具體用法。

下圖為二極管與門電路:

二極管門電路

其中,UA和UB為輸入信號,他們的高電平為3V,低電平為0V。UY為輸出信號。

據我們前面介紹,與電路有4種情況:

  1. 當UA=UB=0V時,由於D1和D2的陽極均通過電阻R1接到電源的供電電壓VCC處,所以二極管正向導通,UY=UA+UD1=UB+UD2=0+0.7=0.7V(低電平)
  2. 當UA=0V,UB=3V時,由於UA和UB電平不同,VD1首先導通,使得UY=UA+UD1=0.7V(低電平),導致UD2=UY-UD2=0.7-3=-2.3V,二極管承受反向電壓截止。
  3. 當UA=3V,UB=0V時,狀況就正好與上面相反,其結果也是UY=0.7V(低電平)。
  4. 當UA=UB=3V時,D1和D2正向導通,UY=UA+UD1=UB+UD2=3+0.7=3.7V(高電平)。 這個結果也就正好和之前說的“與”運算得出的結論是一樣的,要完成一件事情Y,要同時具備幾個條件(A事件和B事件),這件事情才會發生,這種稱為“與”運算,可以用表達式來表示:Y=A&B。 二極管的“或”門也是一樣的運算法則,有興趣的可以自己去實驗計算一下。


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