二极管逻辑门

由于某种原因，我了解晶体管逻辑门，并且能够解决问题，但由于某种原因，我不了解由二极管构成的和/或逻辑门。如果有人可以使用电路分析向我解释这一点，我将不胜感激。

您要记住的是，电流沿箭头方向流过二极管。

对于“或”门，如果两个输入均无电位（即逻辑0或接地），则任何一个二极管都不会流过电流，下拉电阻R L将使输出保持接地（逻辑0）。 ）。$_{L}$

如果任何一个输入的输入（In 1或2）上都有正（逻辑1）电压，则电流将流过二极管并出现在输出Out上，减去二极管的正向电压（又称二极管）下降）。

由于二极管反向，与门看起来更具挑战性，但事实并非如此。

如果输入（In 1或In 2）中的任何一个处于接地电位（逻辑0），则由于来自电阻R L的正电压导致阳极侧电位较高，电流将流过二极管和输出Out上的电压将等于二极管的正向电压0.7v。$_{L}$

$_{L}$

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顺便说一句，二极管逻辑本身并不是很实用。如“或”门的描述中所述，例如，当两个输入中的任何一个逻辑高（1）时，Out端子上的电压将是输入电压减去二极管压降。仅使用无源电路就无法恢复该压降，因此这严重限制了可级联的门的数量。

利用二极管逻辑，除了“与”和“或”以外，很难构建任何其他门。非门是不可能的。

因此，输入DTL（二极管晶体管逻辑），它将一个NPN晶体管添加到上述门的输出中。这将它们变成NAND和NOR门，这两个门均可用于创建任何其他种类的逻辑功能。

有时会结合使用二极管逻辑和DTL。二极管逻辑的简单性和DTL提供否定和信号电平的再生。Minuteman II导弹的制导计算机是在1960年代初期开发的，结合了德州仪器（TI）生产的早期集成电路中包含的二极管逻辑和二极管晶体管逻辑的组合。

通过考虑二极管的理想模型，您可以轻松理解由二极管构成的逻辑电路，在该模型中，我们忽略了二极管的0.6-0.7v内置正向压降，任何体电阻和非理想值。因此，基本上，我们认为理想二极管是理想的开关：正向偏置时它闭合，反向偏置时它断开

理想二极管模型

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

使用该模型，让我们计算通过电阻的电流I

或门

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

每当两个输入中的至少一个保持为高（Es）时，当相应的二极管被正向偏置时，非零电流就会通过电阻流向地面，并起到短路的作用。由于用作短路的二极管两端的电压降为0，因此端子Out保持输入高电平（Es）。当两个输入均保持接地（0v）时，两个二极管均被反向偏置，因此开路，并且没有电流流过电阻器。结果，端子Out现在保持接地（0v）

与门

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

每当两个输入端子中的至少一个保持接地（0v）时，它们各自的二极管就被正向偏置并充当短路，导致非零电流流过电阻。由于充当短路的二极管两端的压降为0，因此端子Out保持接地（0v）。当两个输入均保持为高电平（Es）时，两个二极管现在都被反向偏置，因此成为开路，并且没有电流流过电阻器。结果，端子Out现在被拉至高电平（Es）

我可以用“或”门进行解释。下拉电阻将输出设置为0 V，但阻抗较高。

二极管可以简单地看作是一个开关，如果二极管两端有一个正电压（其中“正”可以解释为比导通电压高），那么它就是低阻抗。如果存在负电压，则阻抗较高。

现在，查看“或”门。如果IN1和IN2都为低电平，则两个二极管均截止（即，它们均为高阻抗）。因此，下拉电阻占主导地位，输出为零。

例如，如果IN1为高电平，则二极管导通，并且IN1与下拉电阻竞争。但是，如果IN1具有低输出阻抗（应有），则它将赢得拔河，并且输出将变为IN1或HIGH。如果IN2或IN1和IN2均为高电平，则使用相同的参数。

请记住，绘制的图暗示IN1和IN2 = Es。

另外，请记住，二极管指向电压的方向，因此，如果箭头指向的一侧小于箭头指向的一侧，则二极管处于导通状态。

在下面的“ AND”情况下，仅当A AND B为true时Y才为真（高） ，而在“ OR”情况下，当A OR B为true 时Y才为真。