VEYA KAPISI

(İDEAL MODEL)


Bu örneği, ideal model kullanarak çözeceğiz. Aynı sorunun pratik model ile çözümüne Diyot Devreleri-4-Veya Kapısı-Pratik Model bağlantısından ulaşabilirsiniz.

Devre Şeması


analiz-diyot-ideal-soru devresi
Devre Okulu maskotu

Aşağıdaki tabloda, V1 ve V2 giriş voltajları için dört farklı durum verilmiştir. Her bir durum için I1, I2, I akımlarını ve VOUT voltajını bulunuz.

 
V1 V2
a) 0V 0V
b) 5V 0V
c) 0V 5V
d) 5V 5V
 

Çözüm ve Açıklamalar


Tüm durumlar için Kirchoff Akım Kuralı’ndan dolayı I=I1+I2 olmalıdır.

a) V1=0V, V2=0V


Her iki giriş voltajının da sıfır olduğu durumda, devrede diyotları doğru polarma yapacak veya bir akıma yol açacak herhangi bir kaynak bulunmamaktadır. Bu nedenle, devrede tüm akımlar 0 olur. 100Ω'luk direncin akımı sıfır olduğundan, üzerinde bir voltaj düşümü olmaz (V=I×R formülünde, eğer I=0 ise V=0 olur). Böylece çıkış voltajı 0’a eşit olmalıdır.

I1=I2=I=0, VOUT=0

b) V1=5V, V2=0V


V1=5V olması, D1 diyotunun anot tarafının katota göre daha fazla gerilime sahip olmasına neden olur ve aşağıda çizilen yol üzerinde akım oluşur. Bu nedenle D1 doğru polarmadır.

analiz-diyot-ideal-V1=5V, V2=0V durumu

Eğer D1’i kısa devre ile değiştirirsek, Vout terminali ile 5V kaynağı arasında herhangi bir devre elemanı olmadığından, çıkış voltajı 5V olur. Böylece, D2’nin anot ucu 0V ve katod ucu 5V olmaktadır. Anotun katotdan daha düşük voltaja sahip olması, D2’yi ters polarma yapar.

analiz-diyot-ideal-eslenik devre

Ters polarmaya sahip bir diyotun üzerinden akım geçmeyeceğinden I2=0 olur. Kirchhoff Akım Kuralı’ndan dolayı I=I1+I2’dir; fakat D2 üzerinden geçen akım sıfır olduğundan I1 ve I birbirlerine eşit olurlar. Diyot üzerindeki akım I’yı ise Ohm Kanunu kullanarak 5V/100Ω=50mA olarak buluruz.

I2=0, I1=I=50mA, VOUT=5V

c) V1=0V, V2=5V


Öncekine benzer bir mantıkla, bu durumu da çözebiliriz. 5V kaynağından dolayı D2 doğru polarma ve D1 ters polarma olacaktır. Bu defa akım D2 üzerinden geçer. Diyotları eşlenikleri ile değiştirdiğimizde, 5V kaynağı ile VOUT arasında bir devre elemanı kalmaz ve çıkış voltajımız 5V’a eşit olur. I akımı bir önceki durumdaki gibi 5V/100Ω=50mA olur ve bu akım I1’e eşit olur.

analiz-diyot-ideal-V1=0V, V2=5V durumu

I1=0, I2=I=50mA, VOUT=5V

d) V1=5V, V2=5V


Her iki girişin de 5V olduğu son durumda ise diyotların ikisinin birden doğru polarma olmasını bekleriz. Voltaj kaynakları ile çıkış terminalimiz arasında bir devre elemanı olmadığından, VOUT değeri 5V’a eşit olur. I akımı ise gene Ohm Kanunu'ndan 5V/100Ω=50mA bulunur. Eğer, D1 ve D2 diyotlarının özellikleri tamamiyle aynı ise (gerçekte bu durum mümkün değildir.) 50mA’lik I akımını sağlamak için I1 ve I2 birbirine eşit olur. I=I1+I2 eşitliğinden ise I1=I2=25mA olarak bulunur.

analiz-diyot-ideal-V1=5V, V2=5V durumu

I1=I2=25mA, I=50mA, VOUT=5V

ÖZET


Sonuçların özeti, aşağıdaki tabloda verilmiştir.

 
V1 V2 I1 I2 I VOUT
a) 0V 0V 0mA 0mA 0mA 0V
b) 5V 0V 50mA 0mA 50mA 5V
c) 0V 5V 0mA 50mA 50mA 5V
d) 5V 5V 25mA 25mA 50mA 5V
 

Şimdi, bu tabloda sadece V1, V2 ve VOUT sütunlarına konsantre olalım. Yukarıdaki sonuçlara göre, Eğer V1 veya V2’den en az biri 5V olursa VOUT=5V oluyor. Yalnızca her iki girişin de 0V olduğu durumda çıkış 0V olmaktadır. 5V’u mantık-1 seviyesi, 0V’u ise mantık-0 seviyesi olarak düşünürsek, aşağıdaki gibi bir doğruluk tablosu ile karşılaşırız.

 
Giriş-1 Giriş-2 Çıkış
0 0 0
1 0 1
0 1 1
1 1 1
 

Bu doğruluk tablosu VEYA kapısının doğruluk tablosudur. Bu nedenle yukarıdaki sorudaki devre, diyotlarla yapılmış basit bir VEYA kapısı olarak düşünülebilir.

analiz-diyot-ideal-VEYA kapisi

Copyright © 2016 DEVRE OKULUTüm Hakları Saklıdır.