初级模拟电路：2-2 二极管实现逻辑门

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      二极管能够实现简单的数字电路中的 与门（and gate）和 或门（or gate）逻辑。优势是电路简单，成本低；缺点是功耗比较大。事实上，咱们通常不会真正用二极管去构造逻辑电路，由于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。这里仅仅是做为一种概念电路，用来讲明二极管也是能够实现门电路的，还有就是在万不得已状况下偶尔用一下。

 

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，通常表明逻辑1；输出电平小于0.4V的属于低电平，通常表明逻辑0；处于2.4V和0.4V之间的属于不肯定。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之间的属于不肯定。

      二极管实现“或门”的电路以下图所示

图 2-2.01 

      上图中，当输入V_i1或V_i2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V_O为5-0.7=4.3V（4.3V大于TTL规定的2.4V，属于逻辑1）。当输入V_i1和V_i2中都为0时，二极管截止，V_O为0V。

      咱们再来看看这个电路消耗的功率，当输出逻辑1时，V_O为4.3V，此时流过电阻R的电流为：

      能够看到，要实现这么一个逻辑门竟然须要4.7毫安的电流，太不划算了。通常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，是能够经过增大电阻来减小功耗。但这么作的话，会形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，咱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”的电路以下图所示：

图 2-2.02 

      与门的分析也比较简单，当输入V_i1和V_i2都为5V时，两个二级管都截止，输出V_O为与下面E提供的5V。当输入V_i1和V_i2中有任何一个为0V时，其对应的二极管会导通，输出V_O为0.7V。

      能够看到0.7V的输出已经超出TTL规定的输出低电平范畴了，因此这个电路只是用来讲明一下二极管是如何实现与门功能的概念的。若是你必定要用这个电路，能够用导通电压只有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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