ORゲートと2本のワイヤの接続

私はあまり電気の人間ではありませんが、それについてのアイデアを得ようとしているので、微積分学と数学論理の強力な基礎を持つ大学レベルの電気物理学以外の背景はほとんどないことに留意してください。私はあなたが論理ゲートで作ることができるものについて学んでいて、加算器に出くわしました。答えを見る前に試してみたいので、自分の加算器を思いついた。私の加算器と私が読んでいる本の加算器の唯一の違いは、加算器の最後にキャリーアウトワイヤ用のORゲートがあることです。2本のワイヤを1つにまとめることはORゲートと同じです。電気が入っていない場合はノードから電気が流れず、一方または両方のソースから電気が入っている場合はノードから電気が流れます。 。

私の質問は次のとおりです。2本のワイヤをまとめることと、適切なORゲートを作成することの違いは何ですか？

私の推測では、3ノード/ ORゲートからの出力ワイヤ上の電気量（電流？）と関係があると思われますが、回路についての私の理解は少し錆びています。ご協力いただきありがとうございます！

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

理解する必要があるのは、論理レベルHとLがどのように表されるかです。論理レベルHとLは両方とも2つの電圧で表されます。つまり、Lはフローティング電位または「接続されていない」ことを意味しません。

Lは、電圧が（ほぼ）0V、つまりGNDへの接続であることを意味します。

そしてもちろん、Hはより高い電圧、たとえば5V、つまり正の電源電圧への接続によって示されます。

したがって、2つのデジタル出力の値が異なる場合（HとL）を接続すると、ORゲートではなく短絡が発生します。

ほとんどの場合、デジタルロジックでは2つの出力を接続するのは間違っています。

例外は

• 3番目の状態「Z」になることができる、いわゆるトライステート出力。Zは実際には高インピーダンス、つまり「接続なし」を意味し、
• いわゆるオープンコレクター（またはオープンドレイン）出力であり、AND配線することができます（ORの場合と同様です）。ただし、追加のプルアップ抵抗が必要です。

1つの出力が高く、もう1つの出力が低いときに2つの出力が「衝突」するのを防ぐために、単純な2つのワイヤはダイオードORゲートになります。-

これは通常非常によく機能しますが、順方向ダイオードの電圧降下により、出力に達する高電圧レベルにわずかな（0.5V）劣化があります。1N4148ダイオードの順方向特性は次のとおりです。-

Rを選択して約0.1 mAの電流を発生させると、電圧降下は約0.5ボルトになります。

これは機能しますか？

これは働くことができる場合にのみLOWのあなたの回路における論理レベルは、以下のような回路なし接続ポイント[あなたの回路内の他の点に対する電圧のないポイント]、何かのように表されます

そうです、あなたの加算器は、概念的に動作しますBUT

1 -どのような2つのノードが「高」ですが、それらの一方が他方よりもわずかに高い電圧である場合には？

A：それらの間に非常に低い抵抗経路が存在するという事実を考えると、短絡が発生します。大量の電流が流れて回路が焼けます

2-この加算器を他のロジックデバイスとインターフェイスさせたい場合はどうすればよいですか？動作しますか？

A：いいえ、動作しません。たとえば、この種の加算器をCMOSデジタルデバイスと接続することはできません。したがって、すべてがこのように機能するデジタルモジュールのライブラリを構築する必要があり、すべてこの種類のロジックで動作できる独自のAND、OR、NOT、NANDゲートを構築する必要があります。

3-この問題を修正し、「LOW」状態を0ボルト、「HIGH」状態を-たとえば-5ボルトで表すと、この加算器をCMOSロジックデバイスと接続できますか？

A：2つのノードの1つがHIGHでもう1つがLOWの場合、短絡が発生し、回路を焼くのに十分な量の電流が流れるため、できません。

そのため、この種のロジックは、LEDまたは電球で「高」および「低」を表す場合にのみ有効ですが、この種のロジックを使用して複雑な回路およびストレージデバイスを実装する実用的な方法ではありません。

リレーロジック（車、セントラルヒーティングシステムなど）のような単純な状況で行われることがあります。一般的な機能は、論理ローが開回路（接地されていない）、入力インピーダンスが低い（リレーのコイルがプルダウン抵抗である）ことです。 。これら2つの機能は密接に関連しています。

ティーチングの例では、入力としてオンオフスイッチを使用し、出力としてランプを使用することが多いため、作成しようとしているポイントに関係なく、この方法で動作する場合があります。

あなたの「ワイヤのための基本的な理由や」実行可能な選択肢であることではないが、入力がされていることである単離されていない自分自身からの出力から。分離は、論理回路の適切な動作のために重要です。