二極管邏輯
編輯二極管邏輯(DL),或二極管-電阻邏輯(DRL),是用二極管構建布爾邏輯門。二極管邏輯被廣泛用于早期計算機的構造中,半導體二極管可以取代笨重和昂貴的有源真空管元件。二極管邏輯最常見的用途是在二極管-晶體管邏輯(DTL)集成電路中,除了二極管之外,還包括逆變器邏輯,以提供NOT功能和信號恢復。雖然二極管邏輯具有簡單的優勢,但每個門中缺少一個放大級,這限制了它的應用。并非所有的邏輯功能都可以單獨用二極管邏輯來實現;只有非反相邏輯AND和邏輯OR功能可以通過二極管門實現。如果將幾個二極管邏輯門級聯起來,每一級的電壓水平都會發生很大的變化,所以二極管邏輯通常只限于單級,不過在特殊的設計中,有時可以實現兩級系統。
簡化假設
編輯為了說明問題,本討論假設理想化的二極管在正向無壓降的情況下導通,并且不在反向導通。邏輯設計假定有兩個不同級別的信號,分別標記為1和0。對于正邏輯,1代表最正的級別,0代表最負的級別。在本討論中,為了說明問題,正邏輯1代表+6伏,0伏代表邏輯0。在二進制邏輯中,信號電壓的確切大小并不關鍵,只需要用可檢測到的不同電壓水平來表示1和0狀態。在這些例子中,每個門的至少一個輸入必須連接到一個提供定義的邏輯1或邏輯0電平的電壓水平。如果所有的輸入端都與任何驅動源斷開,輸出信號就不會被限制在正確的電壓范圍內。
二極管邏輯門
編輯在邏輯門中,邏輯功能由平行或串聯的開關(如繼電器觸點或CMOS等絕緣門場效應管)執行,由邏輯輸入或平行電阻或二極管控制,這些都是無源元件。二極管邏輯是由二極管實現的,它在正向偏壓時表現出低阻抗,反向偏壓時表現出很高的阻抗。有兩種二極管邏輯門--OR和AND。不可能構建NOT(反相)二極管門,因為反相功能需要一個有源元件,如晶體管。
OR邏輯門
編輯右邊的圖片顯示了一個二極管OR電路。二極管的符號是一個箭頭,顯示電流流動的正向低阻抗方向。所有二極管的陽極都有輸入,其陰極連接在一起以驅動輸出。R從輸出端連接到某個負電壓(-6伏),為二極管提供偏置電流。如果所有的輸入A、B和C都在0伏(邏輯電平0),流經R的電流將拉低輸出電壓,直到二極管鉗住輸出。由于這些二極管被視為理想的,輸出被鉗制在0伏,也就是邏輯電平0。如果任何輸入切換到一個正電壓(邏輯1),流經現在正向偏置的二極管的電流將拉高輸出電壓,在輸出端提供一個正電壓,即邏輯1。任何正電壓都代表一個邏輯1的狀態;通過多個二極管的電流之和不會改變邏輯電平。
其他二極管是反向偏置的,不導通電流。如果任何輸入AORBORC為1,輸出將為1。只有當所有的輸入A、B和C都是0時,輸出才是0。這就是邏輯OR的定義。圖中右邊的真值表顯示了所有輸入組合的輸出。這可以寫成。A或B或C=OUTPUT或A+B+C=OUTPUT在布爾代數中,加號(+)被用來表示OR。R可以返回到任何負電壓。如果R連接到0伏,它將沒有可用的驅動電流來驅動下一個電路;實用的二極管需要一個偏置電流。在實際電路中,所有的信號電平、R的值和它的返回電壓都是由電路設計師選擇的,以滿足設計要求。
AND邏輯門
編輯二極管AND基本上與OR相同,只是它被顛倒了。二極管被顛倒過來,使陰極連接到輸入端,陽極連接到一起提供輸出。R連接到+12伏,為二極管提供正向偏置電流和輸出驅動的電流。如果所有的輸入A、B和C都是正電壓(這里是+6伏),流經R的電流將把輸出拉成正值,直到二極管將輸出鉗制在+6伏,即邏輯1的輸出水平。如果任何輸入切換到0伏(邏輯0電平),流經二極管的電流將把輸出電壓拉低到0伏。其他二極管將被反向偏置,不導通電流。如果輸入A或B或C是0,輸出將是0。只有當所有的輸入,A和B和C都是1時,輸出才是
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