VEYA KAPISI

(PRATİK MODEL)


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

Devre Şeması


analiz-diyot-pratik-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. D1 ve D2 diyotlarının her ikisinin de eşik gerilimleri 0.7V’tur.

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

Çözüm ve Açıklamalar


Bu devrede 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 direnç üzerinden akım geçmediğinden, voltaj düşümü sıfırdır. Direnç üzerinde voltaj düşümünün sıfır olması, iki terminalinin voltajlarının birbirine eşit olduğunu gösterir. Direncin bir ucu toprağa bağlı olduğundan, çıkış voltajı da sıfıra eşit olmalıdır.

I1=I2=I=0, VOUT=0

b) V1=5V, V2=0V


D1 diyotunun doğru polarma olabilmesi için anot ucundaki voltaj, katota göre en az 0.7V fazla olmalıdır. V1’den gelen 5V, D1’in doğru polarma olabilmesi için yeterli olacaktır. V2’den eşik değerini aşacak bir voltaj sağlanmadığından, D2 ters polarma olur. Diyotları eşlenikleri ile yer değiştirdiğimizde aşağıdaki devreyi elde etmiş oluruz.

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

Bu devrede, 5V kaynağı ile Vout terminali arasında sadece, D1 diyotunun eşik geriliminden dolayı oluşan, 0.7V değerinde ideal bir voltaj kaynağı bulunmaktadır. 0.7V’luk voltaj kaynağının yönü ters olduğundan VOUT değerini bulmak için çıkarma yapmamız gerekir.

VOUT=5V-0.7V=4.3V

I akımı ise Ohm Kanunu’ndan, 4.3V/100Ω=43mA olarak bulunur.

D2’nin ters polarmasından dolayı I2=0 olur ve I1=I-I2=43mA sonucunu elde ederiz.

I2=0, I1=I=43mA, VOUT=4.3V

c) V1=0V, V2=5V


Bir öncekine benzer bir mantıkla, D1’in ters polarma ve D2’nin doğru polarma olduğunu görebiliriz. Bu defa da, VOUT ile 5V kaynağı arasında 0.7V’luk bir voltaj düşümü olacaktır. Böylece,

VOUT=5V-0.7V=4.3V

olur. I akımı 4.3V/100Ω=43mA olarak bulunur. I=I1+I2 ve I2=0 olduğundan, I1 akımının değeri de 43mA olacaktır.

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

I1=0, I2=I=43mA, VOUT=4.3V

d) V1=5V, V2=5V


Her iki terminalden de 5V sağlandığında ise, diyotların ikisinin birden doğru polarma olmasını bekleriz. Voltaj kaynakları ile çıkış terminalimiz arasında sadece 0.7’luk ters yönde yerleştirilmiş bir voltaj kaynağı bulunduğundan, VOUT değeri 5V-0.7V=4.3V’a eşit olur. I akımı ise gene Ohm Kanunu'ndan 4.3V/100Ω=43mA bulunur.

Eğer, D1 ve D2 diyotlarının özellikleri tamamiyle aynı ise (gerçekte bu durum mümkün değildir.), simetriden dolayı I1 ve I2 birbirine eşit olur. I=I1+I2 eşitliğini kullanarak I1=I2=21.5mA olarak buluruz.

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

I1=I2=21.5mA, I=43mA, VOUT=4.3V

ÖZET


Sonuçların özeti, aşağıdaki tabloda verilmiştir.

 
V1 V2 I1 I2 I VOUT
a) 0V 0V 0mA 0mA 0mA 0V
b) 5V 0V 43mA 0mA 43mA 4.3V
c) 0V 5V 0mA 43mA 43mA 4.3V
d) 5V 5V 21.5mA 21.5mA 43mA 4.3V
 

Bu tabloda sadece V1, V2 ve Vout sütunlarına konsantre olalım. Yukarıdaki sonuçlara göre, eğer V1 veya V2’den en az biri 5V olursa, VOUT=4.3V olmakta, her iki girişin de 0V olduğu durumda ise çıkış 0V olmaktadır. 4.3V ve üzerini 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 sorudaki devre, diyotlarla yapılmış basit bir VEYA kapısı olarak düşünülebilir.

VEYA Kapısı

Copyright © 2016 DEVRE OKULUTüm Hakları Saklıdır.