Диодные логические элементы

Опубликовано 17.02.2011 Ведущий Валерий Харыбин

Диодные логические элементы являются исторически первыми и самыми простыми схемами, которые реализуют булевы функции ИЛИ, И, И-ИЛИ, ИЛИ-И. Особенностью диодных элементов является то, что они не усиливают входных сигналов и не могут выполнять операцию НЕ.
Рассмотрим реализацию элемента ИЛИ.
Из представленной схемы видно, что высокий уровень напряжения на выходе диодного элемента ИЛИ устанавливается при подаче на один или оба входа высоких уровней напряжения, при которых открываются соответствующие диоды VD1 или VD2, либо оба вместе.
При подаче одновременно на оба входа низких уровней напряжения диоды закрыты, ток в цепи нагрузки не протекает и выходное напряжение почти равно нулю.
На выходе элемента обычно имеется паразитная емкость Сп = 25…100 пФ, вследствие чего длительность фронта выходного сигнала очень мала, так как емкость быстро заряжается от источника входных сигналов через малое прямое сопротивление открытого диода, а длительность спада выходного сигнала велика, так как диоды закрыты и емкость разряжается через резистор Rн.
Поэтому для диодных схем ИЛИ выполняется неравенство: длительность фронта значительно меньше длительности спада.
Теперь рассмотрим схему реализации элемента И.
Мы видим, что высокий уровень напряжения на выходе диодного элемента И устанавливается только при одновременной подаче на оба входа высоких уровней напряжения, при которых закрываются диоды VD1 и VD2.
Длительность фронта выходного сигнала определяется временем заряда паразитной емкости Сп через большое сопротивление резистора R.
Если на один из входов, например на первый, подан низкий уровень напряжения, то диод VD1 открывается. При этом от источника питания протекает ток по цепи: резистор R, открытый диод VD1 и источник входного сигнала. На выходе устанавливается низкий уровень напряжения.
Длительность спада выходного сигнала определяется временем разряда паразитной емкости Сп через малое прямое сопротивление открытого диода.
Поэтому в диодных схемах И длительность фронта выходного сигнала значительно больше длительности спада.