실험 1 : 다이오드 논리회로 (Diode Logic)

【 이론 】

다이오드와 저항을 이용하여 디지탈 논리 함수를 구현할 수 있다. 그림 13-1(a)는 OR 게이트를 나타낸다. "0"은 0V를 나타내고 "5"는 +전압(+5V)을 나타낸다. 여기서

$$ V_A = 0V~

(논리 0)

$$ V_B = 0V~

(논리 0)일때만 출력

$$ V_C = 0V~

(논리 0)가 된다. 만일

$$ V_A

또는

$$ V_B

(또는 둘다)가 고(High)레벨이라면, 이에 대응하는 다이오드가 도통될 것이고 출력은 고(High)레벨(논리 1)이 된다. 따라서 그림 13-1(b)의 진리표를 따른다.

그러나 이러한 다이오드 논리 게이트는 문제점을 갖고 있다. 입력들 중 하나가 고레벨 즉, +5V일 때, 출력은 고레벨이 될 것이다. 그러나, 그 크기는다이오드의 전압강하(=0.7V) 때문에, +5V보다 낮은 4.3V정도밖에 되지 않는다. 이 값은 +5V에 가까우므로 논리 1로서 정확하게 표시될 수 있다. 그러나 복잡한 디지탈 시스템에서 처럼, 이런 게이트들 몇 개가 직렬로 연결된다면, 다이오드의 전압강하가 더해져서 그 레벨이 더 이상 1로 읽을 수 없을 정도로 낮아지게 되는 경우가 생길 수 도 있다. 이러한 경우에는 트랜지스터와 같은 증폭소자를 이용하여 적당한 값으로 복원시킴으로 인해 해결할 수 있다.

그림 13-2(a)는 2개의 입력을 갖는 AND 게이트를 나타내었다. 2개의 입력을 갖는 진리표는 그림 13-2(b)와 같다. "0"이 0V를 나타내고 "1"은 +5V를 나타냄으로 AND 게이트 함수를 구현할 수 있다. 여기서 두 개의 입력중 하나라도 저(Low)레벨이면 이에 대응하는 다이오드가 도통되어 출력은 저(Low)레벨이 된다. 입력이 모두 고(High)레벨일 때만 두개의 다이오드가 개방회로처럼 동작하여 전원전압과 같은 전압이 출력에 나타나게 된다.

다이오드의 전압강하 때문에 저(Low)레벨 상태에서의 출력전압은 0V가 아니고 약 0.7V가 된다. 이러한 레벨 하락은 OR 게이트와 비슷하며, 레벨 복원 회로를 이용하여 해결할 수 있다.