Circuitos de troca de diodo

Os diodos podem realizar comutação e operações lógicas digitais. A polarização direta e reversa alternam um diodo entre os estados de baixa e alta impedância, respectivamente. Assim, ele funciona como um interruptor.

Lógica

Os diodos podem realizar funções lógicas digitais:AND e OR. A lógica do diodo foi usada nos primeiros computadores digitais. Ele só encontra aplicação limitada hoje. Às vezes, é conveniente criar uma única porta lógica com alguns diodos.

AND Gate



Diodo E portão

Uma porta AND é mostrada na figura acima. As portas lógicas têm entradas e uma saída (Y) que é uma função das entradas. As entradas para a porta são altas (lógico 1), digamos 10 V, ou baixas, 0 V (lógico 0).

Na figura, os níveis lógicos são gerados por interruptores. Se uma chave estiver para cima, a entrada é efetivamente alta (1). Se a chave estiver desligada, ele conecta um cátodo de diodo ao aterramento, que está baixo (0). A saída depende da combinação de entradas em A e B. As entradas e saídas são normalmente registradas em uma “tabela verdade” em (c) para descrever a lógica de uma porta. Em (a) todas as entradas são altas (1). Isso é registrado na última linha da tabela verdade em (c).

A saída, Y, é alta (1) devido ao V + na parte superior do resistor. Não é afetado por interruptores abertos. Em (b), a chave A puxa o cátodo do diodo conectado para baixo, puxando a saída Y para baixo (0,7 V). Isso é registrado na terceira linha da tabela verdade.

A segunda linha da tabela verdade descreve a saída com as opções invertidas de (b). A chave B puxa o diodo e a saída para baixo. A primeira linha da tabela verdade registra a Saída =0 para ambas as entradas baixas (0).

A tabela verdade descreve uma função lógica AND. Resumo:ambas as entradas A e B produzem um alto (1) out.

OU portão

Uma porta OR de duas entradas composta por um par de diodos é mostrada na figura abaixo. Se ambas as entradas são lógicas baixas em (a), conforme simulado por ambos os interruptores "para baixo", a saída Y é puxada para baixo pelo resistor. Este zero lógico é registrado na primeira linha da tabela verdade em (c). Se uma das entradas for alta como em (b), ou a outra entrada for alta, ou ambas as entradas forem altas, o (s) diodo (s) conduz (m), puxando a saída Y para cima.

Esses resultados são reordenados da segunda à quarta linhas da tabela verdade. Resumo:qualquer entrada “alta” é uma saída alta em Y.



Porta OR:(a) A primeira linha da tabela verdade (TT). (b) A terceira linha do TT. (d) OR lógico da fonte de alimentação e bateria reserva.

Aplicações da lógica OR

Uma bateria de backup pode ser conectada em OU com uma fonte de alimentação DC operada por linha na Figura acima (d) para alimentar uma carga, mesmo durante uma falha de energia. Com a alimentação CA presente, a alimentação da linha alimenta a carga, supondo que seja uma tensão mais alta do que a bateria. No caso de falha de energia, a tensão de alimentação da linha cai para 0 V; a bateria alimenta a carga.

Os diodos devem estar em série com as fontes de alimentação para evitar que uma falha na alimentação da linha esgote a bateria e para evitar que carregue em excesso a bateria quando a alimentação da linha estiver disponível. O computador do seu PC mantém a configuração do BIOS quando desligado? O seu videocassete (videocassete) mantém o ajuste do relógio após uma queda de energia? (PC sim, videocassete antigo não, videocassete novo sim.)

Chave analógica

Os diodos podem alternar sinais analógicos. Um diodo com polarização reversa parece ser um circuito aberto. Um diodo polarizado direto é um condutor de baixa resistência. O único problema é isolar o sinal AC sendo comutado do sinal de controle DC.

O circuito na figura abaixo é uma rede ressonante paralela:indutor de sintonia ressonante em paralelo por um (ou mais) dos capacitores ressonadores chaveados. Este circuito ressonante LC paralelo poderia ser um filtro pré-seletor para um receptor de rádio. Pode ser a rede de determinação de frequência de um oscilador (não mostrado). As linhas de controle digital podem ser acionadas por uma interface de microprocessador.



Chave de diodo:Um sinal de controle digital (baixo) seleciona um capacitor ressonador polarizando diretamente o diodo de comutação.

O capacitor de bloqueio DC de grande valor aterra o indutor de sintonia ressonante para AC enquanto bloqueia DC. Teria uma reatância baixa em comparação com as reatâncias LC paralelas. Isso evita que a tensão CC do anodo entre em curto com o aterramento pelo indutor de sintonia ressonante. Um capacitor ressonador comutado é selecionado puxando o controle digital correspondente para baixo. Isso polariza o diodo de comutação.

O caminho da corrente DC é de +5 V por meio de uma bobina de RF (RFC), um diodo de comutação e um RFC para o aterramento por meio do controle digital. O objetivo do RFC em +5 V é manter a CA fora da fonte de +5 V. O RFC em série com o controle digital é para manter a CA fora da linha de controle externa. O capacitor de desacoplamento curto-circuita o pequeno vazamento de CA através do RFC para o aterramento, desviando da linha de controle digital externa.

Com todas as três linhas de controle digital altas (≥ + 5 V), nenhum capacitor de ressonador comutado é selecionado devido à polarização reversa do diodo. Puxar uma ou mais linhas para baixo, seleciona um ou mais capacitores de ressonador comutados, respectivamente. À medida que mais capacitores são comutados em paralelo com o indutor de sintonia ressonante, a frequência ressonante diminui.

A capacitância do diodo com polarização reversa pode ser substancial em comparação com circuitos de frequência muito alta ou ultra-alta. Os diodos PIN podem ser usados ​​como interruptores para capacitância inferior.

PLANILHAS RELACIONADAS:

• Planilha de portas lógicas básicas