二極管門電路是什么

1.啥是門電路

在開始聊起二極管門電路之前，現(xiàn)需要搞清楚啥是門電路。無論是在數(shù)學課，還是C語言課程，還是電路學課程中，都會見過與（&）、或（|），非（~）吧。那么這些邏輯運算究竟是如何實現(xiàn)的呢？

用以實現(xiàn)與或非（基本邏輯運算）的電路（單元電路，即最小的單元模塊）就是門電路了。

2.老子當年也很那啥

其實一開始使用的并不是二極管（半導體）來實現(xiàn)的門電路。

首先使用的單刀開關(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）開關(guān)S斷開，輸出為高電平

（3）開關(guān)S閉合，輸出為低電平。

如果我們以正邏輯方式來看，就是S斷開，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）。

表面是這個單刀開關(guān)的電路就可以實現(xiàn)門電路，沒有啥問題，干嘛會被淘汰，去使用半導體門電路呢？

真的沒有缺陷嗎，仔細思考一下，我們這里所說的高電平，和低電平，單單從數(shù)學的角度，是1和0但是，在現(xiàn)實生活中電源提供的電壓，可是一個0-[公式]的值哦。是一個連續(xù)的模擬量，并不是一個離散的0 或者1.

那么，也就是說，這里所說的高電平，低電平并不是一個確切的值，而實一個范圍，比如說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。

那么問題來了。

（1）如果我想要低電平，那么我就希望這個電阻R越大越好，最好是讓他達到無窮盡。這樣輸 出的就真的是0伏電壓了。

（2）如果我想要高電平，那么就希望這個電阻R越小越好，最好是電阻值為0，那么這個輸出就真的是電壓的額定值，標準的高電平。

可是實際生活，我們不僅需要高電平，也需要低電平，那么這個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？這就是一個存在的隱患。

與此同時，單刀開關(guān)，無法去是集成在一個很小的集成電路中。這也是一個缺憾。

因而出現(xiàn)了半導體門電路。

3.二極管門電路

二極管，的伏安特性是，接正向電壓可以導通，反向電壓可以看作斷開。如下

使用二極管做成的門電路如下

學而不思則罔，僅說一個與門，或門留給我自己思考了（有興趣，可以一同思考一下 ）。步驟如下：

（1）如果輸入端A和B，都輸入一個很小的電壓。 Vcc 遠大于它，那么電路導通，Y則輸出一個0.7V（相當于二極管的開啟電壓值）。

（2）如果輸出端A和B，都輸入一個很大的電壓假設是Uo ，但是還是遠小于Vcc,那么Y輸出電壓為（Uo+0.7）v.

以正邏輯規(guī)則來看則，當輸入低電壓，則得到一個低電平，輸入高電壓，就得到一個高電平。

所謂的與門，則是同1得1，有0得0.根據(jù)電路得串并聯(lián)原理，這一點很容易可以看的出。不再過多累贅。

或門。。。。。嗯。。。容我好好思考一下。

這樣二極管恩電路就實現(xiàn)了。

理論上這樣就實現(xiàn)了二極管門電路，但是為什么還會出現(xiàn)TTL門電路，CMOS門電路呢？

這個真的是十全十美得嗎

當然不是，我門還是以與門為例，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）。如果將這個輸出送到下一級，作為下一級的輸入，下一級假設又是一個與門，就會在原來電壓的基礎(chǔ)上再加0.7。下下級，下下下級。。。以此循環(huán)下去。那么每一級的[公式]將不斷變大。

其次，直接結(jié)上負載，那么每一個負載都是有電阻的，隨著電阻值的變化。可以想象輸出也是存在變化的。

以上原因，就導致二極管門電路，是不可以直接拿出來單獨作為一個獨立模塊使用的，也不可以直接接負載。僅僅只可以作為集成電路內(nèi)部的邏輯單元來使用。（或門也是同理）。

這里留一個懸念，二極管不可以直接負載，是不是就是這個原因，從而出現(xiàn)了TTL電路和CMOS門電路的呢。如若有機會，會單獨在寫一些關(guān)于TTL門電路和CMOS門電路的東東。

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