Logica dei diodi

[xPecax]

Ciao ragazzi,
sto preparando un esame ma non riesco proprio a capire alcuni passaggi della logica a diodi.
Prendiamo, per esempio, il seguente circuito:
che corrisponde ad una porta AND.
Supponendo V+ = 10V, quando vado a fare i conti per le varie possibilità: X=Y=0V; X=5V, Y=0; X=0, Y=5V e X=Y=5V; non riesco a capire come calcolare la tensione in Z, potete darmi una mano?

[PietroBaima]

Sei sicuro che V+ non sia 5V ?

[xPecax]

Sei sicuro che V+ non sia 5 V ?

Possiamo mettere anche 5V, il mio problema principale è che non capisco come fare i calcoli...

[PietroBaima]

Se poniamo V+ pari a 5V abbiamo un funzionamento molto diverso da quello con V+=10V.

Per quanto riguarda i calcoli direi... che non ce ne sono, almeno fino a che modelli i diodi come ideali.
Semplicemente, quando uno dei due ingressi si trova a 5V, il diodo non riesce a condurre, in quanto la tensione sul catodo si trova ad essere pari a 5V e, sull'anodo, non si riesce ad avere una tensione superiore a 5V.
Se entrambi gli ingressi sono a 5V i diodi non possono condurre, in R non scorre corrente e si ha una tensione di uscita pari a 5V.
Se anche solo uno degli ingressi si trova a 0V il diodo corrispondente conduce e si ha una tensione di uscita pari alla tensione convenzionale di soglia.
Si ha quindi che:
X Y Z
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1

il circuito realizza una funzione logica AND.
Se la tensione v+ fosse stata pari a 10V i diodi avrebbero potuto condurre sia a livello basso che a livello alto.
Ti lascio trovare cosa succede in questo caso, al limite ne parliamo insieme.

Ciao,
Pietro.

[xPecax]

Ok penso di aver capito il funzionamento. Potresti spiegarmi cosa succede con V+=10V ?
Se in Y=X=0V allora siamo nello stesso caso di prima e passa solo la tensione di soglia. Ma se o X o Y hanno una tensione di 5V cosa succede? Il diodo è polarizzato inversamente e di nuovo passa solo la tensione di soglia? Non mi torna questo ragionamento...

[Pepito]

Ok penso di aver capito il funzionamento. Potresti spiegarmi cosa succede con V+=10V ?
Se in Y=X=0V allora siamo nello stesso caso di prima e passa solo la tensione di soglia. Ma se o X o Y hanno una tensione di 5 V cosa succede? Il diodo è polarizzato inversamente e di nuovo passa solo la tensione di soglia? Non mi torna questo ragionamento...

Con 10 V non ha molto senso, visto che in una porta logica si presuppone che i livelli di ingresso e di uscita siano gli stessi. Comunque avresti 5 V più la caduta sui diodi se hai entrambi gli ingressi a 5 V, altrimenti avresti solo la caduta sui diodi (che nel tuo caso puoi trascurare o quasi), quindi praticamente livello 0 V.
ciao

PSQ

[PietroBaima]

eh, volevo che ci pensassi un po' da solo

Che tensione ha il diodo sul catodo?
Che tensione ha sull'anodo a seconda dei casi?
Quando è in conduzione o è interdetto?
Se è in conduzione, che tensione c'è ai capi di un diodo in conduzione?
Funziona ancora il circuito?
Se sì, funziona meglio questo o quello precedente?

In totale sono 6 domande.

[Candy]

Il valore assoluto di tensione è poco importante per capire il circuito. Semmai è più sensato ragionare in termini diversi: la tensione di alimentazione V+ e le tensioni degli ingressi possono avere solo i due valori di riferimento utili allo scopo: V+ e 0V, ovvero, gli stati logici 1 e 0.
Questo ed altri circuiti servono a risolvere funzioni logiche nell'ambito binario. Ragionare il comportamento del circuito in un contesto diverso da quello binario è insensato.
Contesto binario, quindi, il valore assoluto della tensione è insignificante. Un generico V+, valore logico 1, che sia in cima alla resistenza od agli ingressi.

Viceversa, se agli ingressi giungesse una tensione diversa da 0V, inferiore a V+, (caso non impossibile), il comportamento sarebbe fuori dallo scopo della logica binaria, e lo stato di z incerto.

[xPecax]

Intanto grazie a tutti per le risposte. Dunque... Capisco il fatto che il circuito serva per descrive una porta logica e con V+=10V il discorso perde di senso.
Ma il mio dubbio primario, al di là di tutto, è che non riesco a capire come ragionare sul diodo posto in quel verso quando su anodo e catodo o tensioni più o meno alte. Ho studiato il funzionamento del diodo in sè (conduzione, interdizione ecc) ma quando me lo ritrovo in un circuito (logico o meno) fatico a capire come operare.

Ad esempio prendiamo il caso in cui X=5V e Y=0V con V+=10V non capisco perché in uscita avrò soltanto la tensione di soglia.
Il mio ragionamento è: X=5V all'anodo e V+=10V al catodo, quindi dovrei avere il diodo polarizzato inversamente, allora il contributo di quel diodo è solo la tensione di soglia. Lo stesso vale per Y=0 quinti in uscita avrò solo la tensione di soglia e viceversa invertendo X con Y.
Ma invece con X=Y=5V non dovrebbe venire lo stesso risultato?... Qualcosa non mi torna...

[Candy]

Ad esempio prendiamo il caso in cui X=5 V e Y=0V con V+=10V

Smettila!
Ho appena finito di dirti che devi ragionare in un contesto dove il valore di tensione assoluto non ha senso e non deve esistere. Il sistema funziona a , quindi, X ed Y potranno avere in ingresso solo oppure . Fissato questo, ragioneremo il seguito.