第10节 二极管开关电路(修订中)
[TOC]
二极管可以执行开关和[数字逻辑](https://www.allaboutcircuits.com/textbook/digital/chpt- 二极管。 (opens new window)因此，它用作开关。
# 1. 逻辑
二极管可以执行数字逻辑功能：AND 和 OR。二极管逻辑用于早期的数字计算机。它今天只能找到有限的应用。有时用几个二极管制作一个逻辑门很方便。
与门
二极管与门
与门如上图所示。逻辑门具有输入和作为输入函数的输出 (Y)。门的输入为高电平（逻辑 1），例如 10 V，或低电平，0 V（逻辑 0）。
图中，逻辑电平由开关产生。如果开关处于打开状态，则输入实际上为高电平 (1)。如果开关关闭，它将二极管阴极连接到地，即低电平 (0)。输出取决于 A 和 B 的输入组合。输入和输出通常记录在 (c) 处的“真值表”中，以描述门的逻辑。在 (a) 处，所有输入都为高 (1)。这记录在 (c) 处真值表的最后一行。
由于电阻器顶部的 V+，输出 Y 为高电平 (1)。它不受打开的开关的影响。在 (b) 处，开关 A 将所连接二极管的阴极拉低，将输出 Y 拉低 (0.7 V)。这记录在真值表的第三行。
真值表的第二行描述了与（b）相反的开关的输出。开关 B 拉动二极管并输出低电平。真值表的第一行记录了两个输入低 (0) 的输出 = 0。
真值表描述了一个逻辑与函数。总结：输入 A 和 B 的高输出均产生高 (1) 输出。
或门
由一对二极管组成的两输入或门 (opens new window)如下图所示。如果两个输入在 (a) 处均由两个开关“向下”模拟为逻辑低电平，则输出 Y 被电阻拉低。该逻辑零记录在 (c) 处真值表的第一行。如果其中一个输入在 (b) 处为高电平，或者另一个输入为高电平，或者两个输入都为高电平，则二极管导通，将输出 Y 拉高。
这些结果在真值表的第二行到第四行重新排序。总结：任何输入“高”都是 Y 的高点。
或门：（a）真值表（TT）的第一行。(b) TT 的第三行。(d) 电源线和备用电池的逻辑或。
OR 逻辑的应用
即使在电源故障期间，备用电池也可以与上图 (d) 中的线路操作直流电源进行 OR 连接，以向负载供电。在交流电源 (opens new window)存在的情况下，线路电源为负载供电，假设它的电压高于电池。发生电源故障时，线路电源电压降至 0 V；电池为负载供电。
二极管必须与电源串联，以防止出现故障的线路电源耗尽电池，并防止线路电源可用时电池过度充电。您的 PC 计算机在断电时是否保留其 BIOS 设置？您的 VCR（盒式录像机）在断电后是否保留时钟设置？（PC 是，旧 VCR 否，新 VCR 是。）
# 2. 模拟开关
二极管可以切换模拟信号。反向偏置二极管似乎是开路。正向偏置二极管是一种低电阻导体。唯一的问题是将被切换的交流信号与直流控制信号隔离开来。
下图中的电路是一个并联谐振网络：谐振调谐电感与一个（或多个）开关谐振电容并联。这种并联 LC 谐振电路可以是无线电接收机的预选滤波器。它可以是振荡器的频率确定网络（未显示）。数字控制线可以由微处理器接口驱动。
二极管开关：数字控制信号（低）通过正向偏置开关二极管来选择谐振电容器。
大值隔直电容将谐振调谐电感器接地，同时隔直直流。与并联 LC 电抗相比，它的电抗较低。这可以防止阳极直流电压被谐振调谐电感器对地短路。通过将相应的数字控制拉低来选择开关谐振电容器。这正向偏置开关二极管。
DC 电流路径从 +5 V 通过射频扼流圈 (RFC)、开关二极管和 RFC 到通过数字控制的接地。+5 V 上的 RFC 的目的是使交流电源远离 +5 V 电源。与数字控制串联的 RFC 是为了将 AC 排除在外部控制线之外。去耦电容将通过 RFC 泄漏的小 AC 短路到地，绕过外部数字控制线。
在所有三个数字控制线都为高电平 (≥+5 V) 时，由于二极管反向偏置，没有选择开关谐振电容器。将一根或多根线拉低，分别选择一个或多个开关谐振电容器。随着更多电容器 (opens new window)与谐振调谐电感器并联切换，谐振频率会降低。
与甚高频或超高频电路相比，反向偏置二极管电容可能很大。PIN 二极管可用作开关以降低电容。
相关练习：
总目录：