Créée le, 19/06/2015

 Mise à jour le, 02/09/2016

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Signets :
  La Fonction OU à Diodes        La Fonction NON        Fonctions Logiques à Diodes et Transistors DTL
  Amélioration de la Commande    Bas de page  


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.

Realisation_de_la_fonction_ET_avec_des_diodes.gif

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 :

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.

Tableau_de_Karnaugh_de_la_fonction_ET.gif

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.

Table_de_verite_de_la_fonction_ET(1).gif

HAUT DE PAGE 2. 2. - LA FONCTION "OU" A DIODES

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.

Realisation_de_la_fonction_OU_avec_des_diodes.gif

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).

Tableau_de_Karnaugh_de_la_fonction_OU.gifTable_de_verite_de_la_fonction_OU.gif

HAUT DE PAGE 2.3. - LA FONCTION "NON"

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.

La_fonction_NON_et_la_table_de_verite.gif

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).

HAUT DE PAGE 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.

Le_circuit_NAND_et_sa_table_de_verite.gif

 3. 2. - LA FONCTION "NOR"

La figure 15 indique sa réalisation matérielle et sa table de vérité. On ajoute au circuit OU de la figure 11 un inverseur.

Toutefois, telles-quelles, ces réalisations présentent un défaut de commande que nous allons prendre en compte dès à présent.

Le_circuit_NOR_et_sa_table_de_verite.gif

HAUT DE PAGE 3. 3. - AMÉLIORATION DE LA COMMANDE

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.

Probleme_de_la_commande.gif

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

Amelioration_de_la_commande.gif

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.

Amelioration_des_circuits_NOR_et_NAND.gif

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.

Obtension_de_fonctions_ET_et_OU.gif

Certains constructeurs réalisent encore cette technologie. Elle est, malgré tout, de moins en moins utilisée.



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