VE KAPISI (İDEAL MODEL)
(AND GATE)
Bu örneği, ideal model kullanarak çözeceğiz. Aynı sorunun pratik model ile çözümüne Diyot Devreleri-5-Ve Kapısı-Pratik Model bağlantısından ulaşabilirsiniz.
Devre Şeması
Çözüm ve Açıklamalar
Bu devrede tüm durumlar için Kirchoff Akım Kuralı’ndan dolayı ... olmalıdır.
a) V1 = 0 V, V2 = 0 V
İki diyot da, katot tarafında 0 V'a anot tarafında ise bir direnç üzerinden 5 V kaynağına bağlı olduğundan, doğru polarmadır. Diyotların yerine kısa devre koyduğumuzda, devre aşağıdaki hale gelecektir.
Karşımıza çıkan devrede, çıkış terminali ile 0 V arasında herhangi bir devre elemanı bulunmadığından, çıkış voltajı sıfıra eşittir. Şimdi ise, akımları bulabilmek için 100 Ω'luk dirence bakalım. Direncin bir ucu 5 V’a diğer ucu ise çıkış terminaline, yani 0 V’a bağlı. Bu nedenle üzerinde oluşan voltaj farkı 5 V'tur. Ohm Kanunu’nu kullanarak dirençten geçen akımı ... olarak buluruz. Diyotların özelliklerinin tamamen aynı olduğu kabul edilirse ... ve ... akımlarının birbirine eşit olduğu kabul edilebilir. Bu varsayımla ... ... olur.
... ...,
...,
...
b) V1 = 5 V, V2 = 0 V
Bu durumda D1'in katotuna 5 V uygulanıyor. Bu diyotun doğru polarma olabilmesi için, anot tarafından daha yüksek bir voltaj uygulanması gerekir. Yalnız devrede 5 V'tan daha yüksek bir kaynak yok, bu nedenle D1 doğru polarma olamaz, ters polarmadır.
D2 diyotunun katoduna uygulanan 0 V, aşağıda gösterilen yol boyunca akım akmasına ve D2’nin doğru polarma olmasına neden olur.
... ile ... aynı tel üzerinde olduğundan, voltajları da eşit olmalıdır. Bu nedenle ...'dır. Direncin bir ucu 5 V’a, diğer ucu 0 V’a bağlıdır. Bu nedenle üzerinde 5 V'luk bir voltaj düşümü olmalıdır. Ohm Kanunu’ndan, ... akımını ... olarak buluruz. ... olduğundan ...'dir.
...,
...,
...
c) V1 = 0 V, V2 = 5 V
Bu defa, giriş voltajları yer değiştirildiğinden, bir üstteki durumun tersi gerçekleşir. D1 doğru polarma ve D2 ters polarma olur ve devre D2 üzerinden tamamlanır. Çıkış terminali ile 0 V kaynağı, aynı telde olduğundan çıkış voltajı 0'dır. ... akımı ... olarak bulunur. ... olduğundan, ... olur.
...,
...,
...
d) V1 = 5 V, V2 = 5 V
Her iki terminalden de 5 V sağlandığında ise, terminalleri arasında voltaj farkı oluşmadığından diyotların ikisinin birden ters polarma olmasını bekleriz.
Devre tamamlanmadığından tüm akımlar sıfırdır ve bu da direnç üzerindeki voltaj düşümünü 0 yapar. Bu nedenle direncin iki terminali de aynı gerilime sahiptir ve çıkış voltajımız 5 V olur.
... ...,
...
ÖZET
Sonuçların özeti, aşağıdaki tabloda verilmiştir.
Şimdi, bu tabloda sadece ..., ... ve ... sütunlarına odaklanalım. Yukarıdaki sonuçlara göre, Eğer ... veya ...'den en az biri 0 V olursa ... oluyor. Yalnızca her iki girişin de 5 V olduğu durumda, çıkış 5 V olmaktadır. 5 V’u mantık-1 seviyesi, 0 V’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.
