使用二极管实现门威廉希尔官方网站 设计

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描述

二极管可以实现简单的数字威廉希尔官方网站 中的 与门(and gate)和 或门(or gate)逻辑。优点是威廉希尔官方网站 简单,成本低;缺点是功耗比较大。事实上,我们一般不会真正用二极管去构造逻辑威廉希尔官方网站 ,因为这么简单的一个逻辑门功能,要消耗这么大功耗实在不划算。这里仅仅是作为一种概念威廉希尔官方网站 ,用来说明二极管也是可以实现门威廉希尔官方网站 的,还有就是在万不得已情况下偶尔用一下。

1.   或门

根据TTL电平信号规定,对于输出信号,输出电平大于2.4V属于高电平,一般代表逻辑1;输出电平小于0.4V的属于低电平,一般代表逻辑0;处于2.4V和0.4V之间的属于不确定。对于输入信号,则略宽松一点,输入电平高于2.0V的算高电平,小于0.8V的算低电平;处于2.0V和0.8V之间的属于不确定。

二极管实现“或门”的威廉希尔官方网站 如下图所示

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图 2-2.01 

上图中,当输入Vi1或Vi2中有任何一个为5V时(逻辑1),则其对应的二极管导通,输出电压VO为5-0.7=4.3V(4.3V大于TTL规定的2.4V,属于逻辑1)。当输入Vi1和Vi2中都为0时,二极管截止,VO为0V。

我们再来看看这个威廉希尔官方网站 消耗的功率,当输出逻辑1时,VO为4.3V,此时流过电阻R的电流为:

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可以看到,要实现这么一个逻辑门居然需要4.7毫安的电流,太不划算了。一般实用的逻辑门的消耗都是微安级甚至纳安级的。那有人会说,我把上面的R换成1MΩ的电阻,不就变微安级了嘛。确实如此,是可以通过增大电阻来减少功耗。但这么做的话,会造成你这个逻辑门的输出电阻太大,基本上就不能再级联下一个逻辑门了,一个不能级联的逻辑门是没太大用处的。关于输入电阻和输出电阻的事情,我们在下一章三极管里面会详细地讲。

2.   与门

二极管实现“与门”的威廉希尔官方网站 如下图所示:

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图 2-2.02 

与门的分析也比较简单,当输入Vi1和Vi2都为5V时,两个二级管都截止,输出VO为与下面E提供的5V。当输入Vi1和Vi2中有任何一个为0V时,其对应的二极管会导通,输出VO为0.7V。

可以看到0.7V的输出已经超出TTL规定的输出低电平范畴了,所以这个威廉希尔官方网站 只是用来说明一下二极管是如何实现与门功能的概念的。如果你一定要用这个威廉希尔官方网站 ,可以用导通电压只有0.3V的锗基二极管来替代上面0.7V的硅基二极管。

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