Circuiti di commutazione a diodi

I diodi possono eseguire operazioni di commutazione e di logica digitale. La polarizzazione diretta e inversa commuta un diodo tra gli stati di bassa e alta impedenza, rispettivamente. Quindi, funge da interruttore.

Logica

I diodi possono svolgere funzioni logiche digitali: AND e OR. La logica a diodi è stata utilizzata nei primi computer digitali. Oggi trova solo un'applicazione limitata. A volte è conveniente modellare una singola porta logica da pochi diodi.

                                             Diodo E Porta

Una porta AND è mostrata nella Figura sopra. Le porte logiche hanno ingressi e un'uscita (Y) che è una funzione degli ingressi. Gli ingressi al gate sono alti (logica 1), diciamo 10 V, o bassa, 0 V (logica 0). Nella figura, i livelli logici sono generati da interruttori. Se un interruttore è alzato, l'input è effettivamente alto (1). Se l'interruttore è inattivo, collega un catodo a diodo a terra, che è basso (0). L'uscita dipende dalla combinazione degli ingressi in A e B. Gli ingressi e l'uscita sono solitamente registrati in una “tabella di verità” in (c) per descrivere la logica di una porta. In (a) tutti gli input sono alti (1). Questo è registrato nell'ultima riga della tabella di verità in (c). L'uscita, Y, è alta (1) a causa del V+ sulla parte superiore del resistore. Non è influenzato dagli interruttori aperti. In (b) l'interruttore A abbassa il catodo del diodo collegato, abbassando l'uscita Y (0,7 V). Questo è registrato nella terza riga della tabella della verità. La seconda riga della tabella della verità descrive l'uscita con gli interruttori invertiti da (b). L'interruttore B tira il diodo e l'uscita bassa. La prima riga della tabella di verità registra l'output=0 per entrambi gli input bassi (0). La tabella della verità descrive una funzione AND logica. Riepilogo: entrambi gli ingressi A e B alti producono un'uscita alta (1).

Una porta OR a due ingressi composta da una coppia di diodi è mostrata nella Figura seguente. Se entrambi gli ingressi sono logici bassi in (a) come simulato da entrambi gli interruttori "verso il basso", l'uscita Y viene abbassata dal resistore. Questo zero logico è registrato nella prima riga della tabella di verità in (c). Se uno degli ingressi è alto come in (b), o l'altro ingresso è alto, o entrambi gli ingressi sono alti, il/i diodo/i conduce/i, portando l'uscita Y in alto. Questi risultati vengono riordinati dalla seconda alla quarta riga della tabella della verità. Riepilogo: qualsiasi input "alto" è un massimo in Y.

OR gate: (a) Prima riga, tavola della verità (TT). (b) Terza riga TT. (d) OR logico dell'alimentazione della linea di alimentazione e della batteria tampone.

Una batteria di backup può essere cablata in sala operatoria con un alimentatore CC azionato dalla linea nella Figura sopra (d) per alimentare un carico, anche durante un'interruzione di corrente. Con alimentazione AC presente, la rete alimenta il carico, supponendo che sia una tensione maggiore della batteria. In caso di mancanza di alimentazione la tensione di rete scende a 0 V; la batteria alimenta il carico. I diodi devono essere in serie con le fonti di alimentazione per evitare che un'alimentazione di linea guasta scarichi la batteria e per evitare che si carichi eccessivamente la batteria quando è disponibile l'alimentazione di linea. Il computer del tuo PC mantiene le impostazioni del BIOS quando è spento? Il vostro videoregistratore (videoregistratore a cassette) mantiene l'impostazione dell'orologio dopo un'interruzione di corrente? (PC Sì, vecchio videoregistratore no, nuovo videoregistratore sì.)