VE KAPISI

(PRATİK MODEL)


Bu örneği pratik model kullanarak çözeceğiz. Aynı sorunun ideal model ile çözümüne Diyot Devreleri-5-Ve 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. Diyotların eşik gerilimlerini 0.7V kabul ederek, 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


Bu devrede tüm durumlar için Kirchoff Akım Kuralı’ndan dolayı I=I1+I2 olmalıdır.

a) V1=0V, V2=0V


İki diyot da, katot tarafında 0V,’a anot tarafında ise bir direnç üzerinden 5V kaynağına bağlı olduğundan, doğru polarmadır. Pratik modele göre bu iki diyotun da yerine 0.7V’luk birer voltaj kaynağı koymamız gerekiyor. Voltaj kaynaklarının pozitif kutbunun akımın geldiği doğrultuda olması gerektiğine dikkat etmeliyiz.

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

Yukarıdaki devrede VOUT ile 0V arasında yalnızca bizim yerleştirdiğimiz voltaj kaynağı olduğundan, VOUT=0.7V olur. Direncin bir ucu 5V’a bağlıdır. Diğer ucunun voltajını ise 0.7V olarak bulduk. Bu nedenle direncin üzerindeki voltaj farkı 5V-0.7V=4.3V olur. Dirençten geçen akım ise 4.3V/100Ω=43mA olarak bulunur. Diyotların özelliklerinin tamamen aynı olduğu kabul edilirse I1 ve I2 akımlarının birbirine eşit olduğu kabul edilebilir. Bu varsayımla I1=I2=21.5mA olur.

I1=I2=21.5mA I=43mA, VOUT=0.7V

b) V1=5V, V2=0V


Bir diyotunun doğru polarma olabilmesi için anot tarafından katota göre en az 0.7V daha yüksek bir voltaj uygulanması gerekir. Yalnız, D1’in katot ucu 5V’a, anot ucu ise bir direnç üzerinden gene 5V’a bağlı olduğundan, bu mümkün değildir. Dolayısıyla, D1 ters polarmadır.

D2 diyotunun katodundan uygulanan 0V aşağıdaki devrede gösterilen yol boyunca akım akmasına ve D2’nin doğru polarma olmasına neden olur.

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

Eşlenik devreden görüldüğü gibi 0V ile çıkış terminali arasındaki 0.7V’luk kaynak, çıkış voltajını 0.7V yapar. Bir önceki durum gibi, direnç üzerindeki voltaj 5V-0.7V=4.3V olur. I akımı ise 4.3V/100Ω=43mA olarak bulunur. I1=0 olduğundan I2=43mA’dir.

I1=0, I2=I=43mA, VOUT=0.7V

c) V1=0V, V2=5V


Bu defa D1 doğru polarma ve D2 ters polarma olur ve akım D1 üzerinden geçer.

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

Yukarıdaki eşlenik devrede, çıkış terminali ile 0V kaynağı arasında yalnızca 0.7V’luk voltaj kaynağı görülmektedir. Bu nedenle çıkış voltajı 0.7V olur. I akımı ise 4.3V/100Ω=43mA olarak bulunur. I2=0 olduğundan, I1=43mA olur.

I1=I=43mA, I2=0mA, VOUT=0.7V

d) V1=5V, V2=5V


Her iki terminalden de 5V sağlandığında ise, terminalleri arasında voltaj farkı oluşmadığından diyotların ikisinin birden ters polarma olmasını bekleriz.

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

Devre tamamlanamadığından tüm akımlar sıfırdır ve bu da direnç üzerindeki voltaj düşümünü 0 yapar. Bu nedenle direncin iki terminali de aynı gerilime sahiptir ve çıkış voltajımız 5V olur.

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

ÖZET


Sonuçların özeti, aşağıdaki tabloda verilmiştir.

 
V1 V2 I1 I2 I VOUT
a) 0V 0V 21.5mA 21.5mA 43mA 0.7V
b) 5V 0V 0mA 43mA 43mA 0.7V
c) 0V 5V 43mA 0mA 43mA 0.7V
d) 5V 5V 0mA 0mA 0mA 5V
 

Şimdi bu tabloda sadece V1, V2 ve VOUT sütunlarına konsantre olalım. Yukarıdaki sonuçlara göre; Eğer V1 veya V2’den en az biri 0V olursa VOUT=0.7V olmakta, yalnızca her iki giriş de 5V olduğu durumda çıkış 5V olmaktadır. 5V’u mantık-1 seviyesi, 0.7V’u ise mantık-0 seviyesi olarak düşünürsek, aşağıdaki gibi bir doğruluk tablosu ile karşılaşırız.

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

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

VE Kapısı

Copyright © 2016 DEVRE OKULUTüm Hakları Saklıdır.