Compuertas OR y AND implementadas con diodos

La lógica con diodos utiliza el hecho de que los diodos conducen en un sentido pero no en el opuesto (funcionamiento de un interruptor o switch)

Compuerta OR implementada con diodos

Para poder entender bien este tutorial se recomienda primero ver los Niveles Lógicos

En este tipo de compuerta, si una o las dos entradas están a un “1” lógico (5 voltios), pasará corriente a través de uno o los dos diodos. Esta corriente atravesará la resistencia que a su vez tendrá un voltaje alto entre sus terminales, obteniéndose así un “1” lógico a la salida.

Con este arreglo se obtiene un “0” lógico a la salida, solamente cuando ambas entradas están en nivel bajo (“0” lógico). Así, ninguno de los dos diodos conduce, no hay corriente por la resistencia y tampoco hay caída de voltaje. Como consecuencia, el voltaje en Vout es lo mismo que tierra (0 voltios)

Compuerta AND implementada con diodos

Cuando en esta compuerta lógica las dos entradas están en nivel alto (“1”), los dos diodos están polarizados en reversa y no conducen corriente y, por lo tanto, en la salida hay un nivel lógico alto (“1”).

Si una de las entradas está en nivel bajo, entonces la salida será de nivel bajo (“0”), pues pasará corriente a través de la resistencia y el diodo cátodo este puesto a tierra. De esta manera el ánodo del diodo (la salida) estará a nivel bajo.

Este método funciona muy bien cuando estos circuitos son sencillos. Pero aparece un problema cuando se realiza una interconexión de compuertas.

Interconexión compuertas OR y AND implementadas con diodos

Se conectan 2 compuertas AND y 1 compuerta OR, como se ve en el diagrama. Analizando con cuidado se observa que cuando sólo A y B o solo C y D estén en “1” lógico, las salidas de al menos una de las 2 compuertas AND será “1”. Pero ahora estas salidas sirven de entrada a una compuerta OR.

Analizando la salida de esta compuerta OR y suponiendo que los valores de las resistencias son iguales en todo el circuito, se observa que se ha creado una división de voltaje donde el voltaje de salida será aproximadamente: Vout = (+V – Vd)/2.

El caso en que todas las entradas (A,B,C,D) estén a “1” lógico, las dos resistencias de las compuertas AND estarían en paralelo (resistencias en paralelo) y estas a su vez en serie (resistencias en serie) con la de la compuerta OR, lo que daría un voltaje de salida de: 2.85 Voltios.

Reemplazando por valores reales: Vout = (5 – 0.7)/2  = 2.15 Voltios. (se divide entre dos, pues hay dos resistencias de igual valor en el paso de la corriente)

Estos valores están dentro de la zona prohibida de lo aceptable para un “1” lógico. Si se pusieran más compuertas en cascada, el problema sería más grave, por lo que este método solo se utiliza para compuertas sencillas.

Nota: Vd = caída de voltaje del diodo = 0.7 voltios.