数字电路中的二极管与门

Question

对于这个电路，为什么它的带负载能力差？

Answer 1

设：A = B = H ，D1 、D2 反向偏置，不导通，输出电压：

UL = 5 V             ；负载开路 。

有负载时等效电路如下：

 

UL' = 5 * RL / (3K+RL)

电路的输出电阻就是 3KΩ 。

追问

为什么D1,D2反向偏置？

追答

也不一定要反向偏置，只要输入电压是逻辑高电平即可。我看你和一楼在讨论输出高电平的带载能力，所以我只是为了简化电路便于分析。真实的电路是有负载的，输出电压会下降，所以正常情况下二极管是反向偏置的。

追问

RL与这两个二极管是并联的关系，他们两端的压降应该相等的吧？

追答

A、B 输入低电平时，二极管正向偏置，（0.7V + 输入电压）与 RL 是并联关系，电压相等；A、B 输入高电平时，如果二极管反向偏置，二极管等于开路，就是我画的等效电路图；如果正向偏置，（0.7V + 输入电压）与 R 是并联关系。

你说说输出电压是 3.7V 是怎么计算出来的？我们才好帮助你分析。

追问

我是这么想的，如果A,B接高电平，二极管要想导通那个结点处的电压必须是3.7V，现在看来是不能导通，如果导通的话就与并联相矛盾了，是不是这样？
那么又怎么说明带负载能力差呢？

追答

是的， 输入高电平可以看做不导通。
带载能力差是与数字IC比较而言。这么简单的电路没啥实用价值，学学原理而已。

Answer 2

当A.B输入端同是高电平，则L端也是高电平，这是个与门电路。
当L端是高电平，假设负载电阻小，分压就小，就会出现高电平变成低电平了。
因此带负载能力差。

追问

不太懂，假设输出L端是3.7V的话，R上的电压也是3.7V, 输出端L'也是3.7V吧

追答

如果 1 、 新接的电阻是30k ,输出电压就是3.36伏。
2、 新接的电阻是0.3k 输出电压就是0.33伏
3、 啥都不接还是3.7伏

追问

实在是不好意思，我感觉L点一直是3.7V，L' 与L点是等势点，所以L'也是3.7V

追答

如果AB 是高电压，R和新接的电阻就是串联电路，串联电路就有分压的关系，新接的电阻大，分到的电压就高，反之电阻小，分的电压就小。
新接的电阻相当于后一级输入电阻，也可能大到100k 以上 那就近似是3.7伏

追问

我想问一下，”新接的电阻是30k ,输出电压就是3.36伏“。这个是怎么算的？

追答

设新接电阻=R2

3.7/(R+R2)*R2

追问

实在是不好意思，我也不知道怎么回事，总是认为L处的电压就是3.7V

Answer 3

因为这个电路输出的逻辑1---高电平，是R与负载的分压所得，所以要保证这个分压值满足逻辑高电平的要求，负载等效电阻就不能过小了，这就限制了这个门电路的扇出数，表现为负载能力有限；