Les diodes et leurs logique

Introduction

Les diodes  sont  une  famille de  composants  dit composants discrets qui sont  omniprésents dans presque tous les systèmes électroniques. Le fonctionnement des  diodes a été  déjà expliquer en détail dans l’article  Jonctions PN et Diodes. Dans cet article nous  allons  nous  intéresser à  une utilisation  bien précise de ces dernières: Les  diodes et  leurs logique.

La porte Logique OR

Porte Logique OR

La  porte  logique  OR (ou) est  une porte logique qui a au moins  deux entrées distinctes et une pas plus qu'une sortie. Il suffit qu'une de ces  entrées  soit  connectée à un état logique  haut symbolisé par un  "1" ou "H" (comme  Haut  ou High) pour  que  la sortie  soit  activée. L'unique condition  pour que  cette  sortie  soit au désactivée  est que les deux entrées  le soient aussi. Le tableau  ci-contre résume ce fonctionnement.

Tableau de vérité : OR

Le tableau de vérité suivant résume tout les cas possible pour une porte à deux entrées.

Cas D1 D2 Sortie
#1 0 0 0
#2 0 1 1
#3 1 0 1
#4 1 1 1

Montage OR à deux entrées

Le  montage  de base est  constitué de deux  diodes (ici la 1N4148). Chaque anode est une entrée. La sortie  est le nœud liant toutes les cathodes de toutes les diodes.

Montage OR avec diodes

Cas #1

Cas #2

Diode OR D1=1 D2=0

Cas #3

OR_Diode_1_0

Cas #4

D1=1_D2=1

La porte Logique ET

Porte Logique AND

La  porte  logique  AND (et) est  une porte logique qui a au moins  deux entrées distinctes et une pas plus qu'une sortie. Il suffit qu'une de ces  entrées  soit  connectée à un état logique bas symbolisé par un  "0" ou "L" (comme  Low ) pour  que  la sortie  soit  désactivée. L'unique condition  pour que  cette  sortie  soit a l'activer  est que les deux entrées  le soient aussi. Le tableau  ci-contre résume ce fonctionnement

Tableau de vérité : AND

Le tableau de vérité suivant résume tout les cas possible pour une porte à deux entrées.

Cas D1 D2 Sortie
#1 0 0 0
#2 0 1 0
#3 1 0 0
#4 1 1 1

Montage AND à deux entrées

Le  montage  de base est  constitué de deux  diodes (ici la 1N4148). Chaque cathode est une entrée. La sortie  est  le nœud liant toutes les anodes de toutes le diodes.

Cas #1

AND D1=0 D2=0

Cas #2

AND_0_1

Cas #3

Cas #4

And_1_1

Entrées en AC

Porte Logique OR

Nous allons ajouter une troisième entrée à notre porte logique OR. Chaque entrée va être alimentée par une tension  sinusoïdale ayant pour phase respectivement 0°, 120° et 240° mais de même amplitude. Nous remarquons que le signale de sortie  correspond à la plus grande  tension d'entrée.

Le montage OR renvoie en sortie la tension maximale parmi les trois tensions d'entrée. Il est équivalent à la fonction mathématique maximum MAX.

Porte Logique AND

Nous  allons  maintenant alimenté l'entrée  de notre  porte logique AND  par deux signaux alternatives  de même fréquence d'amplitude $10 V$ Le premier  signal est  une onde sinusoïdale, la seconde  est  une onde  carrée. Le résultat de la simulation donne  ce graphique:

Nous remarquons déjà que le signal de sortie ne dépasse pas  la tension d'alimentation $V_{cc}=5V$.Nous remarquons aussi que le signal de sortie est toujours égal au signal  le plus petit entre les deux signaux d'entrer. Le montage AND renvoie donc la tension d'entrée minimale en sortie. Ce montage est équivalent à la fonction mathématique MIN.