Les Fonctions Logiques à Diodes - ET - NAND - OR - NOR - NON :
2. - LES FONCTIONS LOGIQUES A DIODES
2. 1. - LA FONCTION "ET" A DIODES
La figure 8-a représente la
fonction ET
à diodes.
L'interrupteur i1
met l'entrée N° 1 à Ve1
= VCC, c'est-à-dire à l'état binaire
1.
L'interrupteur
i2 met l'entrée N° 2
à Ve2
= 0, c'est-à-dire à l'état binaire
0.
La sortie VS,
dans ce cas, se trouve à un niveau de tension égal à la polarisation de la
diode D2 dans le sens passant, soit :0,6 V.
Ce niveau 0,6
V sera considéré comme absence de tension, soit l'état binaire
0.
États binaires :
Ve1 = 1
Ve2 = 0
VS = 0
La figure 8-b reprend le même
circuit, mais l'interrupteur i1 a changé
de position, il met désormais l'entrée N°1
à Ve1 = 0 V, soit l'état binaire 0.
L'entrée N°
2 n'a pas changé de niveau. La sortie
VS
voit la tension directe des diodes D1 et
D2
en parallèle, c'est-à-dire 0,6 V, soit
l'état binaire 0.
États binaires :
Ve1 = 0
Ve2 = 0
VS = 0
Sur la figure 8-c, les deux
interrupteurs portent les entrées 1 et
2
au niveau de tension +
VCC. Aucune des
diodes ne peut conduire, la tension VS, en
l'absence de circulation de courant dans R,
passe à + VCC.
États binaires :
Ve1 = 1
Ve2 = 1
VS = 1
Dans ce type de montage, il faut
que l'entrée N° 1 soit à l'état binaire
1
(présence de tension) ET
que l'entrée N° 2 soit à l'état binaire
1, pour que la sortie
VS
prenne l'état binaire 1.
Dans tous les autres cas, la sortie
VS prend l'état
0.
On peut établir un tableau, que vous connaissez déjà et qui résume les
différents états de VS en fonction des
entrées Ve et que l'on appelle : le
tableau de Karnaugh.
La figure 9 représente le tableau
de la fonction logique ET.
Sur cette figure sont
représentés, en haut, les états binaires de Ve1,
sur la gauche, les valeurs binaires de Ve2.
A l'intérieur des cases, les
différents états binaires de VS.
La table de vérité est une autre
façon de représenter le comportement d'un circuit. Elle est illustrée en
figure 10 et constitue la carte d'identité du
circuit.
Le schéma de ce circuit est
représenté à la figure 11.
La sortie VS
est à l'état 1
quand Ve1
OU Ve2, OU
les deux sont à l'état 1.
Les tableaux de la figure 12
représentent, sous des formes différentes, les états de sortie en fonction
des états d'entrée pour l'opérateur OU inclusif
(car il inclut le cas où Ve1 et
Ve2
sont à l'état 1).
Pour former un système logique
complet, il manque à ces deux opérateurs précédents un troisième, qui est
la fonction NON (ou fonction inverseur ou
complément logique).
Nous avons vu que le transistor,
monté en émetteur commun, permet cette inversion (présence de tension VBE
à l'entrée - absence de tension VCE
en sortie).
C'est donc avec le montage de la
figure 13 que la fonction NON est
matérialisée. Vous y trouverez également sa table de vérité.
Dans le cas où la fonction
NAND
(NON - ET), par exemple, doit être
réalisée, il faut réunir le circuit ET
à diodes, suivi du circuit NON à
transistor.
L'étape suivante est toute
tracée, il suffit d'intégrer les diodes et le transistor dans un même boîtier.
C'est ce que l'on appelle la
D.T.L.
(Diode Transistor Logic : logique à diode et transistor).
3. - FONCTIONS LOGIQUES A DIODES ET TRANSISTORS "DTL"
3. 1. - LA FONCTION "NAND"
La figure 14
indique sa réalisation matérielle et sa table de vérité. Comme vous pouvez
le constater, il s'agit de l'association du circuit ET
précédemment décrit (figure 8), suivi d'un inverseur.
La figure 16 représente
l'association d'un opérateur A avec un
opérateur B.
Quand la sortie de l'opérateur
A
doit être à l'état 0, en fait, elle ne
l'est pas tout à fait car la tension T1
n'est pas un interrupteur parfait et la sortie se trouve à la tension VCE
SAT (environ 0,2 V). A
celle-ci vient s'ajouter la tension directe de la diode :VD
(environ 0,6 V).
La tension VBE
au lieu d'être à 0 se trouve au potentiel
:
VBE
= VD + VCE
SAT = 0,6 + 0,2 = 0,8 V.
Cette tension est nettement
suffisante pour que T2 conduise, alors
qu'il devrait être bloqué.
Reportez-vous à la figure 17. Sur
le parcours du courant base de T2, plaçons
une diode. La tension à ses bornes VD',
la tension V est égale à :
V = VD'
+ VBE
Quand les deux opérateurs sont
réunis et que la sortie de A est à
zéro,
nous obtenons :
V = VD'
+ VBE = VD
+ VCE SAT
Nous pouvons tirer :
VBE
= VD + VCE
SAT - VD'
en remplaçant par les valeurs de
tension :
VBE
= 0,6 V + 0,2 V - 0,6 V = 0,2 V
Cette tension n'est plus suffisante
pour que T2 conduise et celui-ci se bloque.
Désormais, nous adopterons cette
modification pour tous les opérateurs DTL.
La figure 18 reprend les circuits
précédents en apportant ces modifications.
Dans cette figure, les circuits
NAND
et NOR,
suivis d'un inverseur,
ou circuit NON, permettent d'obtenir les
fonctions ET et
OU
qui sont matérialisées sur la figure 19 ainsi que leurs tables de vérité.
Certains
constructeurs réalisent encore cette technologie. Elle est, malgré tout, de
moins en moins utilisée.
La Fonction OU à Diodes
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