Warum stellen zwei Sperrdioden das logische Gatter UND dar?

Erwägen:

Ich kann keinen Sinn in meinem Kopf machen, wie das funktionieren kann. Wie ist es möglich, einen Stromfluss durch normale Dioden von Kathode zu Anode zu haben und ein UND darzustellen, wenn beide 1 sind?

logic-gates Alex
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Beachten Sie, dass diese Schaltung normalerweise funktioniert, jedoch keine hat gainund daher nicht wiederhergestellt werden kann noise margins. Bei langsamen bis mäßigen Geschwindigkeiten kann man normalerweise davonkommen, so etwas einmal zwischen konventionellen Toren oder anderen Funktionsblöcken mit Verstärkung zu tun, aber man kann nicht wirklich eine Sequenz von passiven Toren wie diesen haben, die sich gegenseitig speisen, ohne schnell auf Probleme zu stoßen . Trotzdem können solche Tricks sehr nützlich sein, wenn Sie ICs haben, die beinahe das tun, was Sie brauchen, aber eine unbedeutende Menge "Klebstoff" dazwischen benötigen und die Signale nicht zu schnell sind. Ansonsten gibt es tinylogic.

Chris Stratton

Antworten:

Stellen Sie sich vor Aund Bsind beide hoch. Dann gibt es keinen Strom, der fließt aus Anoch gibt es Strom, der fließt aus B, so Shoch ist.

schematisch

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schaltplan erstellt mit CircuitLab}

Wenn nun Alow ist, kann die Diode AStrom ziehen, der die Knotenspannung von herunterzieht S, so dass die Spannung von Sdem Spannungsabfall der Diode entspricht, wenn Strom durch den Widerstand und die Diode fließt ... der ungefähr 0,7 V beträgt oder 'niedrig'.

schematisch

^{simulieren Sie diese Schaltung}

Das Gleiche gilt, wenn Bniedrig ist.

Gleich, wenn Aoder Bniedrig sind.

Daher müssen beide Aund Bhoch sein S, um hoch zu sein ... ANDTor!

Wie von fukanchik in den Kommentaren angegeben, besteht die Aufgabe der Dioden darin, zu verhindern, dass sich die Eingänge gegenseitig stören, wenn sie sich in verschiedenen Zuständen befinden. Die Diode ist jedoch nur bei Eingängen erforderlich, die Strom aufnehmen und abgeben können. Wenn die Eingänge nur Strom aufnehmen können, z. B. in einer Open-Collector-Konfiguration, ist die Diode nicht erforderlich

schematisch

^{simulieren Sie diese Schaltung}

leicht geknickt
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Das habe ich auch gedacht, aber wenn es keinen Widerstand zwischen der Quelle und S gibt, warum würde dann jemals etwas durch A oder B fließen?

Phil N DeBlanc

Die Quelle ist der 5-V-Pull-up-Widerstand. Wenn A und B hoch sind, ist S nur hoch, weil es vom Widerstand hochgezogen wird. Überhaupt fließt kein Strom durch die Dioden. Wenn A oder B niedrig ist, führt dies dazu, dass die Spannung des Knotens S durch Absenken des Stroms abgesenkt wird, so dass (ungefähr) der gesamte 5-V-Abfall über den Widerstand fließt.

leicht

@PhilNDeBlanc-Strom fließt nur dann durch diese Dioden, wenn der Eingang niedrig ist, vom Pullup bezogen und von dem, was auch immer folgt.

Trevor_G

@PhilNDeBlanc Ich habe den zweiten Absatz etwas präzisiert. Ich hoffe es hilft. Genießen!

leicht

Sie sollten hinzufügen, dass die Rolle von Dioden darin besteht, zu verhindern, dass Strom von einem Eingang in einen anderen fließt, wenn die Eingänge ungleich (01 oder 10) sind.

Fukanchik

schematisch

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schaltplan erstellt mit CircuitLab}

Abbildung 1. Vier mögliche Eingabebedingungen.

Die einzige der vier Schalterkombinationen, mit denen der Ausgang hochgezogen werden kann, ist "11". Das heißt, per Definition eine UND-Funktion.

Transistor
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+1 Kann dir immer vertrauen, großartige Illustrationen zu verwenden. :) Könnte nett sein, die Spannungen zu den 0- und 1-Flags für noch mehr Klarheit hinzuzufügen.

Trevor_G

Wenn alle Dioden durch Drähte ersetzt werden, erhalten Sie die gleichen Ergebnisse. Ich denke, diese Abbildung ist nicht repräsentativ für die Funktionsweise des Tors.

Jose Antonio Reinstate Monica

Es beantwortet direkt die Frage des OP, " wie es möglich ist, Strom durch normale Dioden von Kathode zu Anode zu fließen und ein UND darzustellen, wenn beide 1 sind. " Bitte schreiben Sie eine verbesserte Antwort.

Transistor

Außerdem ist dieses UND-Gatter isoliert dargestellt. Die Dioden sollen verhindern, dass ein Eingang den anderen herunterzieht und andere mit diesem Eingang verbundene Gatter oder Logik beeinflusst. Das Ersetzen durch Drähte würde nicht zum gleichen Ergebnis führen.

Transistor