Міністерство освіти і науки України Національний університет „Львівська Політехніка” Кафедра електронних обчислювальних машин Звіт про виконання розрахункової роботи № 1 з курсу „Комп’ютерна електроніка” Тема: Реалізація логічних функцій на основі напівпровідникових діодів. Львів – 2003 Мета: Реалізувати задану згідно власного варіанту логічну функцію на основі напівпровідникових діодів та дослідити особливості її реалізації. Теоретичний вступ Напівпровідниковим діодом називається пристрій з двома виводами, який містить один електронно-дирочний перехід. За допомогою напівпровідникових діодів можна реалізувати тільки логічні функції АБО та І, для виконання логічного заперечення потрібно використовувати напівпровідникові транзистори. На рис. 1 приведено найпростіші логічні схеми, що реалізують, відповідно, операції логічного множення та додавання.
Рис. 1. Реалізація елементарних логічних функцій на основі напівпровідникових діодів: а) схема 2І; б) схема 2АБО. Очевидно, що при необхідності реалізації логічних вентелів, які мають більшу кількість входів, потрібно використовувати додаткові паралельно включені діоди. Із збільшення кількості входів логічного елемента відповідно зростають струми через навантажувальні резистори R. Внаслідок цього, вихідні напруги високого та низького логічних рівнів зближуються між собою і наступні каскади логічної схеми не зможуть правильно розрізняти логічні рівні вхідних сигналів. Тому з метою забезпечення надійної правильної роботи логічних схем кількість входів елементарних логічних вентелів не перевищує 5. Виконання роботи Згідоно з таблицею 1 записуємо логічну функцію у вигляді диз’юнктивної нормальної форми.  Таблиця 1  № варіанта Одиничні набори (x4, x3, x2, x1), Опір допоміжних резисторів R  5 (21) 4, 5, 6, A, E 1,5 кОм  
(1) Мінімізувавши (1) за допомогою карт Карно отримаємо функцію:

(2) Реалізація функції на логічних елементах зображена на рис. 2: Рис. 2. Реалізація логічної функції на логічних елементах. Реалізація функції на основі напівпровідникових діодів зображена на рис. 3:
Рис. 3. Реалізація логічної функції на основі напівпровідникових діодів. Таблиця істиності та логічні рівні вихідного сигналу логічної схеми, що реалізована на ідеальних елементах (рис. 2) та діодах (рис. 3), приведені в табл. 2. Таблиця 2  № X1 X2 X3 X4 F(X1,X2,X3,X4) Ідеальні елементи Діоди        Вихідна напруга  1 0 0 0 0 0 0 В 112,1503 мВ  2 0 0 0 1 0 0 В 108,3196 мВ  3 0 0 1 0 0 0 В 116,8018 мВ  4 0 0 1 1 0 0 В 106,2468 мВ  5 0 1 0 0 1 5 В 2,1677 В  6 0 1 0 1 1 5 В 2,1677 В  7 0 1 1 0 1 5 В 2,1670 В  8 0 1 1 1 0 0 В 116,7769 мВ  9 1 0 0 0 0 0 В 112,1329 мВ  10 1 0 0 1 0 0 В 103,7603 мВ  11 1 0 1 0 1 5 В 2,1677 В  12 1 0 1 1 0 0 В 110,3168 мВ  13 1 1 0 0 0 0 В 120,7357 мВ  14 1 1 0 1 0 0 В 112,0862 мВ  15 1 1 1 0 1 5 В 2,8972 В  16 1 1 1 1 0 0 В 116,7782 мВ   Висновок: Виконуючи цю роботу, я навчився реалізовувати логічні функції на основі напівпровідникових діодів та досліджувати особливості схеми за допомогою симулятора цифрових і аналогових схем Electronics WorkBench 5.12. Значення напруг вихідного сигналу на схемі, реалізованій на основі напівпровідникових діодів, відрізняються від ідеальних, але вони знаходяться у допустимих межах.