二极管实现的与门电路及输出电压求解

利用二极管通、断的开关特性可以组成实现与逻辑函数关系的电路，该电路称为与门电路，二极管与门电路如图5-17所示。

为了讨论该电路的工作原理，设电源的电压U_cc=5V，二极管导通的电压降为0.7V，输入信号是脉冲信号，脉冲电压的幅度A、B均为3V，求输出电压Y。

当A、B的输入电压都是0V时，二极管VD₁和VD₂同时导通，输出电压Y为0.7V；当输入电压A为0V，B为3V时，二极管VD₁两端将承受比VD₂大的电压，二极管VD₁导通，输出电压Y被钳制在0.7V，二极管VD₂因反偏而截止；同理当输入电压B为0V，A为3V时，二极管VD₂导通，二极管VD₁截止，输出电压Y为0.7V；当A、B的输入电压都是3V时，二极管VD₁和VD₂同时导通，输出电压Y为3.7V。

在规定高电压用1来表示，低电压用0来表示的前提下，上述的关系可表示成表5-1所示的真值表。该真值表的特征是有0出0，描述了数字电路的与逻辑关系，即利用该电路可以实现与的逻辑运算，所以该电路称为二极管与门电路。二极管与门电路波形仿真的结果如图5-18所示。

表5-1 真值表

图5-17 与门电路

图5-18 二极管与门电路波形仿真的结果

在图5-18中的示波器屏幕上，第一个波形是A输入信号，第二个波形是B输入信号，第三个波形是输出信号Y。规定用高电平表示“1”，低电平表示“0”，输出/输入的关系满足表5-1所示的与逻辑关系，证明图5-17所示的电路是由二极管组成的与门电路。(www.xing528.com)

【例5-1】 求如图5-19所示电路的输出电压U_ab的值。

解 求U_ab的关键是判断二极管VD₁和VD₂的通、断状态。二极管VD₁和VD₂的通、断状态可根据它们的偏置来判断，判断的方法是：先找出电路的最高和最低电位点，观察这些点与二极管正、负极的连接情况，即可确定二极管的偏置状态。

在图5-19所示的电路中，电源的正极接地，所以接地点是电路的最高电位点；因二极管VD₂的负极与电路的最低电位点-6V相接，所以二极管VD₂因正向偏置而导通，二极管VD₁因反向偏置而截止，设二极管导通的电压为0.7V，则

U_ab=（-6+0.7）V=-5.3V

解的结果用Multisim软件仿真测试的结果如图5-20所示。

图5-19 例5-1图

图5-20 例5-1解的结果用Multisim软件仿真测试的结果