Digitale Schaltungstechnik/ Logikfamilien/ Innenleben
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Dieser Teil des Buches orientiert sich an der geschichtlichen Entwicklung der Logikfamilien, da die komplexität meist mit den Jahren zu nahm.
Inhaltsverzeichnis |
[Bearbeiten] DDL (Dioden Logik)
Vorteile
- Einfach
Nachteile
- keine Negationen
- Pegelabstände
Anwendungen
- Sicherheisfunkunktionen
- Notaus
- Enable/Permission
- Einfache verknüpfungen
Wir beginnen mit dieser Schaltung:
Um die Logische Funktion zu erhalten stellen wir eine Wahrheitstabelle auf.
| Fall | E1 | E2 | A |
|---|---|---|---|
| 1 | 0 | 0 | |
| 2 | 0 | 1 | |
| 3 | 1 | 0 | |
| 4 | 1 | 1 |
[Bearbeiten] Fall 1
Wir beginnen mit dem ersten Fall.
0 bedeutet Low, also ggen Masse ziehen.
Um nun weiter zu kommen, treffen eine kleine Annahme: Die Dioden seien Silicium.
Die Dioden sind in Flussrichtung. Durch den Widerstand fliesst ein Strom, der Spannungsabfall über der Si Diode ist 0.7V. 0.7 böger bei 0Volt als bei Versorgungspannung, also Low.
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... |
[Bearbeiten] RTL
[Bearbeiten] DTL
[Bearbeiten] TTL
[Bearbeiten] TTL NAND
[Bearbeiten] Grundschema
In Datenblättern sind häufiger solche Schaltungen zu finden:
Da diese Schemas stark auf Produktionstechnik und Eigenschaften optimiert sind, ist die Funktion meist nicht offensichtlich.
[Bearbeiten] Vereinfachung des Ausgangs
Die erste mögliche Vereinfachung betrifft den Ausgang:
Der obere Transistor ist für den Gegentakt zuständig. Das heisst, er macht genau das gegenteil des unteren Transistors. Das bedeutet, zur rein logischen Funktion müssen wir ihn nicht betrachten. Um ihn nicht ersatzlos zu streichen, bauen wir einfach einen Pull-Up Widerstand ein.
[Bearbeiten] Multiemiter Transistor
Der ungewöhnliche Transistor bei den Eingängen ist ein sogeannter Multimemiter Transistor.. Das Ersatzschaltbild dieses Bauteiles sieht so aus:
In diesem Fall lässt sich das Schaltbild nocheinen Schritt weiter vereinfachen, wenn wir den inneren Aufbau des Transistor betrachten:
Wir können in diesen spezial Fall den Transistor durch Dioden ersetzen:
Dieser Schritt ist insbesondere deshalb sinnvoll, weil der Transistor in einem unüblich Bereich betrieben wird.
[Bearbeiten] Wahrheitstabelle
Das Schema des Logikgatters ist nun soweit vereinfacht, das wir es relativ einfach systematisch analisieren können:
Stellen wir im ersten Schritt wie üblich eine Wahrheitstabelle auf:
| Dez. | B | A | Y |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | |
| 1 | 0 | 1 | |
| 2 | 1 | 0 | |
| 3 | 1 | 1 |
[Bearbeiten] Fall 0
| Dez. | B | A | Y |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 1 |
[Bearbeiten] Fall 1
| Dez. | B | A | Y |
|---|---|---|---|
| 1 | 0 | 1 | 1 |
[Bearbeiten] Fall 2
| Dez. | B | A | Y |
|---|---|---|---|
| 2 | 1 | 0 | 1 |
[Bearbeiten] Fall 3
| Dez. | B | A | Y |
|---|---|---|---|
| 3 | 1 | 1 | 1 |
[Bearbeiten] Zusammenfassung
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B=0 A=0 -> Y = 1 |
B=0 A=1 -> Y = 1 |
B=1 A=0 -> Y = 1 |
B=1 A=1 -> Y = 0 |
| Dez. | B | A | Y |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 1 |
| 2 | 1 | 0 | 1 |
| 3 | 1 | 1 | 0 |
[Bearbeiten] Rohmaterial
Datei:NAND.PNG 
Transfergates
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[Bearbeiten] Transfergate
http://www.iks.hs-merseburg.de/person/becker.alt/et(nt)-ic%20technik/ict_vorlesung/ict_v05/cmos_transfer.doc https://www.distrelec.com/distrelec/datasheets.nsf/WebAttachments/CB86D074347A38C0C1257456003964BC/$File/FAIRCHILD_Logik-IC-CD4013_Datasheet_EN.pdf http://ems.eit.uni-kl.de/index.php?id=54&tx_abdownloads_pi1[action]=getviewclickeddownload&tx_abdownloads_pi1[uid]=79&no_cache=1
[Bearbeiten] Untervarianten
[Bearbeiten] CMOS
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