Digitale Schaltungstechnik/ Praxis

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Einleitung

Ein Logik-Gatter besteht aus mehreren elementaren Bauteilen (z. B. Widerständen, Transistoren) und bildet damit eine Schaltung. Mehrere dieser Schaltungen werden auf einem Chip zusammengefasst. Der Chip wird dann in ein Gehäuse eingebaut. Das Bauteil als Ganzes wird als "integrierte Schaltung" bezeichnet. Die Abkürzung "IC" leitet sich aus dem englischen Namen für integrierte Schaltkreise (Integrated Circuit) ab.

Wie sieht es aus?

Logik Bausteine im Größenvergleich

1. Aufdruck
2. Gehäuse
3. Pin

Das Gehäuse ist meist aus schwarzem Plastik. Es ist meist mit dem Zeichen des Hersteller und einer spezifischen Nummern- und Zeichenfolge bedruckt. Die Beinchen (auch Pins genannt) bestehen aus verzinntem Kupfer.

Auf dem Bild ist der einfachste und älteste Gehäusetype, das "Dual in-line package" (kurz "DIL") zu sehen.

Es gibt noch viele andere Gehäusearten, die tendenziell kleiner sind und dem Miniaturisierungstrend Rechnung tragen.

Bedeutung der Nummern- und Zeichenfolge

Die Ziffern und Buchstaben geben die Art der enthaltenen Logik-Gatter an und auf welcher Basis die Schaltung realisiert wurde. Es gibt verschiedene Familien, wie TTL (74XX) und CMOS (4XXX). Die Nummern müssen nicht auswendig gewusst werden. Man kann sie bequem im Internet oder in Datenbüchern nach sehen. Mehr zu diesem Thema findet man unter Logikfamilien.

Funktion im IC

Bisher wurde die Frage offengelassen, was unsere Logikgatter eigentlich mit diesen ICs zu tun haben bzw. wie sie darin stecken.

Wie schon bei der Bedeutung der Bezeichnung können wir auch das in Datenblättern oder Datenbüchern nachschlagen. Hier ein Beispiel:

Eine andere Darstellungsmöglichkeit ist als Tabelle:

PIN No	SYMBOL	NAME AND FUNCTION
1, 4, 9, 12	1A to 4A	Data Inputs
2, 5, 10, 13	1B to 4B	Data Inputs
3, 6, 8, 11	1Y to 4Y	Data Outputs
7	GND	Ground (0V)
14	VCC	Positive Supply Voltage

Quelle: STMicroelectronics Datenblatt

Bei einfach Bausteinen ist Darstellung als IC einfacher, bei Komplexeren (z.B. Zähler oder Schieberegister) wird aber die Tabelle nützlicher, weil sie die Pin Funktion auch noch beschreibt.

Besondere Beachtung verdienen VCC und GND. Jeder IC benötigt zum funktionieren eine Versorgungsspannung. Da wir sie bisher nicht eingezeichnet haben, kann das schnell vergessen werden, obwohl es sehr wichtig ist.

Pin Nummerierung

die Anschlüsse werden vom markierten Pin her im Gegenuhrzeigersinn

Steinbruch

Umgang

Mechanisch relativ robust, Pins etwas empfindlich.

Nicht heiß löten.

Anfassen (statische Entladung)

IC-Sockel

wo werden sie montiert

printplatten

steckbretter

Herstellung

Verfahren

Bestandteile Der eigentliche Chip ist nur etwa so groß wie ein Sandkorn. der große ist Anschluss und Gehäuse.

Material

hersteller/verfuegbarkeit

sehr gut da viele hersteller, pin kompatibel

was war vor dem IC

Transistor graeber

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funktion der pins

grenzen

Wo keine ICs sondern Relais, Pneumatik, Hydraulik...

Wie sieht es aus?

-> Relais

-> IC

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  Integrierter Schaltkreis im Zentrum, die gebondeten Anschlussdrähte sind gut zu erkennen

weblinks

Siliciumverarbeitung: Herstellung von Microchips

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