二極管門(mén)電路是什么
1.啥是門(mén)電路
在開(kāi)始聊起二極管門(mén)電路之前,現(xiàn)需要搞清楚啥是門(mén)電路。無(wú)論是在數(shù)學(xué)課,還是C語(yǔ)言課程,還是電路學(xué)課程中,都會(huì)見(jiàn)過(guò)與(&)、或(|),非(~)吧。那么這些邏輯運(yùn)算究竟是如何實(shí)現(xiàn)的呢?
用以實(shí)現(xiàn)與或非(基本邏輯運(yùn)算)的電路(單元電路,即最小的單元模塊)就是門(mén)電路了。
2.老子當(dāng)年也很那啥
其實(shí)一開(kāi)始使用的并不是二極管(半導(dǎo)體)來(lái)實(shí)現(xiàn)的門(mén)電路。
首先使用的單刀開(kāi)關(guān)如下圖

步驟如下:
(1)左側(cè) UI (V_input)是輸入,右側(cè)是Uo(V_output)是輸出。
(2)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),輸出為高電平
(3)開(kāi)關(guān)S閉合,輸出為低電平。
如果我們以正邏輯方式來(lái)看,就是S斷開(kāi),輸出1,S閉合輸出0.(所謂正邏輯就是1代表高電平,0代表低電平)。
表面是這個(gè)單刀開(kāi)關(guān)的電路就可以實(shí)現(xiàn)門(mén)電路,沒(méi)有啥問(wèn)題,干嘛會(huì)被淘汰,去使用半導(dǎo)體門(mén)電路呢?
真的沒(méi)有缺陷嗎,仔細(xì)思考一下,我們這里所說(shuō)的高電平,和低電平,單單從數(shù)學(xué)的角度,是1和0但是,在現(xiàn)實(shí)生活中電源提供的電壓,可是一個(gè)0-[公式]的值哦。是一個(gè)連續(xù)的模擬量,并不是一個(gè)離散的0 或者1.
那么,也就是說(shuō),這里所說(shuō)的高電平,低電平并不是一個(gè)確切的值,而實(shí)一個(gè)范圍,比如說(shuō)0-x的電壓范圍是代表低電平,x-y的電壓范圍是代表高電平。
那么問(wèn)題來(lái)了。
(1)如果我想要低電平,那么我就希望這個(gè)電阻R越大越好,最好是讓他達(dá)到無(wú)窮盡。這樣輸 出的就真的是0伏電壓了。
(2)如果我想要高電平,那么就希望這個(gè)電阻R越小越好,最好是電阻值為0,那么這個(gè)輸出就真的是電壓的額定值,標(biāo)準(zhǔn)的高電平。
可是實(shí)際生活,我們不僅需要高電平,也需要低電平,那么這個(gè)電阻的取值范圍就不可以太大也不可以太小,究竟去什么值呢?這就是一個(gè)存在的隱患。
與此同時(shí),單刀開(kāi)關(guān),無(wú)法去是集成在一個(gè)很小的集成電路中。這也是一個(gè)缺憾。
因而出現(xiàn)了半導(dǎo)體門(mén)電路。
3.二極管門(mén)電路
二極管,的伏安特性是,接正向電壓可以導(dǎo)通,反向電壓可以看作斷開(kāi)。如下

使用二極管做成的門(mén)電路如下


學(xué)而不思則罔,僅說(shuō)一個(gè)與門(mén),或門(mén)留給我自己思考了(有興趣,可以一同思考一下 )。步驟如下:
(1)如果輸入端A和B,都輸入一個(gè)很小的電壓。 Vcc 遠(yuǎn)大于它,那么電路導(dǎo)通,Y則輸出一個(gè)0.7V(相當(dāng)于二極管的開(kāi)啟電壓值)。
(2)如果輸出端A和B,都輸入一個(gè)很大的電壓假設(shè)是Uo ,但是還是遠(yuǎn)小于Vcc,那么Y輸出電壓為(Uo+0.7)v.
以正邏輯規(guī)則來(lái)看則,當(dāng)輸入低電壓,則得到一個(gè)低電平,輸入高電壓,就得到一個(gè)高電平。
所謂的與門(mén),則是同1得1,有0得0.根據(jù)電路得串并聯(lián)原理,這一點(diǎn)很容易可以看的出。不再過(guò)多累贅。
或門(mén)。。。。。嗯。。。容我好好思考一下。
這樣二極管恩電路就實(shí)現(xiàn)了。
理論上這樣就實(shí)現(xiàn)了二極管門(mén)電路,但是為什么還會(huì)出現(xiàn)TTL門(mén)電路,CMOS門(mén)電路呢?
這個(gè)真的是十全十美得嗎
當(dāng)然不是,我門(mén)還是以與門(mén)為例,好好分析一下。
首先,我輸入得如果是0V,則輸出的是0.7V(低電平情況),如果我輸入x伏,則我得到的輸出是(x+0.7)伏(高電平情況)。如果將這個(gè)輸出送到下一級(jí),作為下一級(jí)的輸入,下一級(jí)假設(shè)又是一個(gè)與門(mén),就會(huì)在原來(lái)電壓的基礎(chǔ)上再加0.7。下下級(jí),下下下級(jí)。。。以此循環(huán)下去。那么每一級(jí)的[公式]將不斷變大。
其次,直接結(jié)上負(fù)載,那么每一個(gè)負(fù)載都是有電阻的,隨著電阻值的變化??梢韵胂筝敵鲆彩谴嬖谧兓?。
以上原因,就導(dǎo)致二極管門(mén)電路,是不可以直接拿出來(lái)單獨(dú)作為一個(gè)獨(dú)立模塊使用的,也不可以直接接負(fù)載。僅僅只可以作為集成電路內(nèi)部的邏輯單元來(lái)使用。(或門(mén)也是同理)。
這里留一個(gè)懸念,二極管不可以直接負(fù)載,是不是就是這個(gè)原因,從而出現(xiàn)了TTL電路和CMOS門(mén)電路的呢。如若有機(jī)會(huì),會(huì)單獨(dú)在寫(xiě)一些關(guān)于TTL門(mén)電路和CMOS門(mén)電路的東東。
烜芯微專(zhuān)業(yè)制造二極管,三極管,MOS管,橋堆等20年,工廠(chǎng)直銷(xiāo)省20%,4000家電路電器生產(chǎn)企業(yè)選用,專(zhuān)業(yè)的工程師幫您穩(wěn)定好每一批產(chǎn)品,如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以點(diǎn)擊右邊的工程師,或者點(diǎn)擊銷(xiāo)售經(jīng)理給您精準(zhǔn)的報(bào)價(jià)以及產(chǎn)品介紹
烜芯微專(zhuān)業(yè)制造二極管,三極管,MOS管,橋堆等20年,工廠(chǎng)直銷(xiāo)省20%,4000家電路電器生產(chǎn)企業(yè)選用,專(zhuān)業(yè)的工程師幫您穩(wěn)定好每一批產(chǎn)品,如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以點(diǎn)擊右邊的工程師,或者點(diǎn)擊銷(xiāo)售經(jīng)理給您精準(zhǔn)的報(bào)價(jià)以及產(chǎn)品介紹