二极管开关电路

二极管可以执行开关和数字逻辑操作。正向和反向偏置分别在低阻抗和高阻抗状态之间切换二极管。因此，它作为一个开关。

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。它今天只找到有限的应用。有时用几个二极管构成一个逻辑门很方便。

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的函数的输出 (Y)。门的输入为高（逻辑 1），比如 10 V，或低，0 V（逻辑 0）。

在图中，逻辑电平由开关产生。如果开关向上，则输入实际上是高电平 (1)。如果开关关闭，它将二极管阴极连接到地，该地为低电平 (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 将连接的二极管的阴极拉低，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 拉低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 Output=0。

真值表描述了一个逻辑 AND 函数。总结：输入 A 和 B 都高，输出高 (1)。

或门

由一对二极管组成的双输入或门如下图所示。如果两个输入在 (a) 处都是逻辑低电平，正如两个开关“向下”模拟的那样，输出 Y 被电阻器拉低。这个逻辑零被记录在真值表的第一行中（c）。如果输入之一为高电平（b），或另一个输入为高电平，或两个输入均为高电平，则二极管导通，将输出 Y 拉高。

这些结果在真值表的第二到第四行中重新排序。总结：任何输入“高”都是 Y 处的高输出。

或门：（a）真值表（TT）的第一行。 (b) TT 的第三行。 (d) 电源线与后备电池的逻辑或。

OR逻辑的应用

备用电池可以与上图 (d) 中的线路操作的直流电源进行 OR 接线，以便为负载供电，即使在电源故障期间也是如此。在交流电源存在的情况下，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电量，并防止在线路电源可用时对电池过度充电。您的 PC 计算机在断电时是否保留其 BIOS 设置？断电后您的 VCR（录像机）是否保留时钟设置？ （PC 是，旧 VCR 否，新 VCR 是。）

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。唯一的问题是将交流信号与直流控制信号隔离。

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）开关谐振电容器并联。这种并联 LC 谐振电路可以是无线电接收器的预选滤波器。它可以是振荡器（未显示）的频率确定网络。数字控制线可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。

大值隔直流电容器将交流谐振调谐电感器接地，同时阻断直流。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短路到地。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。

直流电流路径从 +5 V 通过射频扼流圈 (RFC)、开关二极管和 RFC 通过数字控制接地。 +5 V 的 RFC 的目的是使交流电远离 +5 V 电源。与数字控制串联的 RFC 是为了使 AC 远离外部控制线。去耦电容将通过RFC泄漏的少量交流电短路到地，绕过外部数字控制线。

当所有三个数字控制线都处于高电平 (≥+5 V) 时，由于二极管反向偏置，没有选择开关谐振器电容器。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。随着更多的电容器与谐振调谐电感并联，谐振频率降低。

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。

相关工作表：

• 基本逻辑门工作表