Puertas lógicas de diodo

Todo lo que debe recordar es que la corriente fluye a través de un diodo en la dirección de la flecha.

En el caso de la puerta OR, si no hay potencial (es decir, 0 lógico o tierra) en ambas entradas, no pasará corriente a través de ninguno de los diodos y la resistencia desplegable R$_{L}$mantendrá la salida a tierra (0 lógico).

Si alguna de las entradas tiene un voltaje positivo (lógico 1) en su entrada (In 1 o 2), entonces la corriente pasará a través de los diodos y aparecerá en la salida Out, menos el voltaje directo del diodo (también conocido como diodo soltar).

La puerta AND parece más desafiante debido a los diodos invertidos, pero no lo es.

Si cualquiera de las entradas (In 1 o In 2) está en el potencial de tierra (0 lógico), entonces debido al potencial más alto en el lado del ánodo debido al voltaje positivo de la resistencia R$_{L}$, la corriente fluirá a través de los diodos y el voltaje en la salida Out será igual al voltaje directo del diodo, 0.7v.

Si ambas entradas a la compuerta AND son altas (lógica 1), entonces no pasará corriente a través de ninguno de los diodos y el voltaje positivo a través de R$_{L}$aparecerá en la salida Out.

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Aparte, la lógica de diodo en sí misma no es muy práctica. Como se indica en la descripción de la puerta OR, por ejemplo, el voltaje en el terminal de salida cuando hay un nivel lógico alto (1) en cualquiera de las entradas será el voltaje en la entrada menos una caída de diodo. Esta caída de voltaje no se puede recuperar usando solo circuitos pasivos, por lo que esto limita severamente la cantidad de puertas que se pueden conectar en cascada.

Con la lógica de diodos, también es difícil construir otras puertas que no sean AND y OR. Las puertas NOT no son posibles.

Entonces ingrese DTL (lógica de transistor de diodo), que agrega un transistor NPN a la salida de las puertas descritas anteriormente. Esto los convierte en puertas NAND y NOR , cualquiera de las cuales puede usarse para crear cualquier otro tipo de función lógica.

A veces, se usará una combinación de lógica de diodo y DTL juntas; lógica de diodo por su simplicidad y DTL para proporcionar negación y regeneración de niveles de señal. La computadora de guía para el misil Minuteman II , desarrollada a principios de la década de 1960, usaba una combinación de lógica de diodo y lógica de transistor de diodo contenida en los primeros circuitos integrados fabricados por Texas Instruments.

Puede comprender fácilmente los circuitos lógicos hechos de diodos al considerar el modelo ideal de un diodo en el que ignoramos la caída de voltaje directo incorporada de 0.6-0.7v de un diodo, cualquier resistencia a granel y no idealidades. Entonces, básicamente, consideramos el diodo ideal como un interruptor perfecto: está cerrado cuando está polarizado hacia adelante y abierto cuando está polarizado hacia atrás.

Modelo de diodo ideal

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

Usando este modelo, calculemos la corriente I a través de la resistencia

O puerta

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

Cada vez que al menos una de las dos entradas se mantiene alta (Es), una corriente distinta de cero fluye hacia tierra a través de la resistencia, ya que el diodo respectivo está polarizado directamente y actúa como un cortocircuito. Como la caída de voltaje a través de un diodo que actúa como un cortocircuito es 0, por lo tanto, el terminal Out se mantiene en entrada alta (Es). Cuando ambas entradas se mantienen a tierra (0v), ambos diodos tienen polarización inversa y, por lo tanto, están en circuito abierto y no fluye corriente a través de la resistencia. Como resultado, el terminal Out ahora está conectado a tierra (0v)

Y puerta

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

Cada vez que al menos uno de los dos terminales de entrada se mantiene a tierra (0v), su diodo respectivo está polarizado directamente y actúa como un cortocircuito que hace que fluya una corriente distinta de cero a través de la resistencia. Como la caída de voltaje a través de un diodo que actúa como un cortocircuito es 0, por lo tanto, el terminal Out se mantiene a tierra (0v). Cuando ambas entradas se mantienen altas (Es), ahora ambos diodos tienen polarización inversa y, por lo tanto, actúan como circuitos abiertos y no fluye corriente a través de la resistencia. Como resultado, el terminal Out ahora se coloca en alto (Es)

Puedo explicar con la puerta OR. La resistencia desplegable establece la salida en 0 V, pero a través de una impedancia relativamente alta.

Se puede pensar en un diodo simplemente como un interruptor, si hay un voltaje positivo a través de él (donde "positivo" se puede interpretar como más que el voltaje de encendido), entonces es de baja impedancia. Si hay un voltaje negativo, hay una alta impedancia.

Ahora, mira la puerta OR. Si IN1 e IN2 son ambos bajos, entonces ambos diodos están APAGADOS (es decir, son de alta impedancia). Entonces, la resistencia pulldown domina y la salida es cero.

Si IN1 es alto, por ejemplo, entonces el diodo se enciende e IN1 lucha con la resistencia pulldown. Sin embargo, si IN1 tiene una impedancia de salida baja (que debería), entonces ganará el tira y afloja y la salida irá a IN1 o ALTA. El mismo argumento es válido si IN2 o IN1 e IN2 son altos.

Tenga en cuenta que el diagrama tal como está dibujado implica IN1 e IN2 = Es.

Además, recuerde que el diodo apunta en la dirección del voltaje, por lo que si el lado hacia el que apunta la flecha es menor que el lado desde el que apunta la flecha, el diodo está ENCENDIDO.

En el caso "Y", a continuación, Y solo será verdadero (alto) si A Y B son verdaderos, mientras que en el caso "O", Y será verdadero cuando A O B sean verdaderos .