A+받은 기초논리회로 예비보고서

실험 9. 기초 논리 회로

1. 실험목적 AND 및 OR 의 기초 논리 함수를 다이오드-저항의 논리 회로로 구현한다. 2. 실험 이론 논리 함수를 디지털 전자 회로로 구현하는 경우, 높은 전압을 “1” 상태로, 낮은 전압을 “0” 상태로 간 주한다. “1” 상태를 High & True, “0” 상태를 Low 또는 False로 나타낸다. AND, OR 함수는 가장 기 본적인 논리함수이고, 이를 조합하여 논리 회로를 구성할 수 있다. (1) 다이오드의 동작 논리 회로에 다이오드를 사용할 경우, 다이오드는 단방향성 스위치로서 동작한다.

그림 1 다이오드의 스위치 동작 즉, 순방향 바이어스 상황에서는 다이오드에 전류가 흐르므로 switch on 상태로, 역방향 바이어스 상태에서는 다이오드에 전류가 흐르지 않으므로 switch off 상태로 간주할 수 있다. (2) AND 회로 AND 회로는 모든 입력이 “1” 일 때 “1”이 출력된다. 그 외의 모든 입력에 대해 “0”이 출력된다. AND 회로를 부울 함수로 표현하면 다음과 같다.

그림 2 2입력 AND 회로의 진리표 및 기호 아래의 그림 3은 두 개의 다이오드를 사용한 2입력 AND 게이트를 나타낸다. 위 그림 2의 진리표를 이용하여 아래 회로의 동작을 확인해보자. A, B 두 입력이 모두 “1” 상태(High Voltage)이면 다이오드

는…(생략)

그림 3 다이오드 AND 회로

그림 4 2입력 OR 회로의 진리표 및 기호 아래의 그림 5는 다이오드 2개와 저항을 이용한 OR 회로이다. A, B 두 입력이 모두 “0” 상태(Low Voltage)일 때 다이오드 에는 아무런 전류가 흐르지 않아 출력단 Y 또한 “0” 상태가 된다. 만약 A, B 입력 둘 중 어느 하나이상이라도 “1” 상태가 되면, 또는 가 순방향 바이어스가 되고, 따라서 다이오드에 전류가 흐르게 된다. 이렇게 다이오드를 통해 흐르는 전류는 저항 R 또는 출력단 Y로 흐르게 될 것이다. 그러나 저항 R을 통해 흐르는 것 보다 출력단 Y를 통해 흐르는 것이 더 쉬우므로 출력단 Y는 “1” 상태가 된다.

그림 5 다이오드 OR 회로 ＊ Pull up and pull down 저항 -Pull up resistor 다이오드 AND 회로의 저항은 Pull up 저항의 역할을 한다. 만약, 단의 저항이 없다면 두 다이오드가 차단 상태가 되었을 때 출력단 Y의 값이 High인지 Low인지 분별할 수 없는 Floating 상태에 놓이게 된다. 따라서, Pull up 저항을 달아줌으로써 이러한 Floating 상태를 해결한다. -Pull down resistor 다이오드 OR 회로의 저항은 Pull down 저항의 역할을 한다. 만약 GND 단의 저항이 없다면 두 다이오드 중 어느 하나라도 순방향 바이어스가 되어 전류가 흐르게 된다면, 다이오드로부터 인가된 전류가 출력단 Y와 접지 GND 둘 중 어느 곳으로 흐를지 확신할 수 없다. 즉, Floating 상태에 놓이게 된다. 따라서 Pull down 저항을 달아줌으로써 출력단과 GND으로 향하는 전류를 출력단 Y로 향하게 한다. 3. 실험 장비 ① 직류 전원 장치 (5V, 1A) ② 오실로스코프 ③ SPDT 스위치 (4개)

④ 다이오드 (1N4001 X 2) ⑤ 저항 (