Stand: 2004-03

Thomas Mertin
Netzwerk- und Elektrotechnik
D-41334 Nettetal

Schaltkreisfamilien:

• RTL (Widerstands Transistor Logik)
• DTL (Dioden Transistor Logik)
• TTL (Transistor Transistor Logik)
• Schottky TTL
• ECL (Emittergekoppelte Logik)
• CTL (Komplementäre Transistorlogik
• LSL = HLL (Langsame störsichere Logik)
• HLL (High Level Logik)
• NMOS (N-Kanal MOS-FET)
• PMOS (P-Kanal MOS-FET)
• CMOS (Komplementäre MOS-FET)

FAN OUT (Ausgangsfächer)

Die Ausgangsbelastbarkeit einer Stufe bezeichnet man mit FAN OUT. Das FAN OUT gibt die Anzahl der Gatter an, die am Ausgang eines Gatters angeschlossen werden kann.

Störspannungsabstand

S_L = Störspannungsabstand Low; S_H = Störspannungsabstand High

Gatterlaufzeit

Als Gatterlaufzeit bezeichnet man die mittlere Laufzeit eines Impulses vom Eingang zum Ausgang eines Gatters.

NOR Gatter in RTL-Technik

NAND Gatter in DTL-Technik

Bestimmung der Größen mit Hilfe des Datenblattes für FCH 111.

a)  Störspannungsabstand

b)  Fan Out

c)  Signallaufzeit

d)  Obere Grenzfrequenz

NAND Gatter mit höherer Schaltspannung

Ausgang Q = 0, wenn Transistor leitend ist.

Ausgang Q = 1, wenn Transistor sperrt.

NAND Gatter in TTL-Technik

Inverser Betrieb von T1

a)  Einer der beiden Eingänge liegt auf "0"

b)  Beide Eingänge liegen auf "1"

TTL-Gegentaktschaltung

Vorteile: höheres Fan Out, kleinere Schaltzeiten durch höhere Ströme

Beide Eingänge liegen auf "1"

Einer der beiden Eingänge auf "0"; T2 sperrt, T3 leitend

Bestimmung der Größen mit Hilfe des Datenblattes für FJH 101 / 7430 N

a) Störspannungsabstand

b) Fan Out
Fan Out

c)  Signallaufzeit

d)  Obere Grenzfrequenz

NOR Gatter in TTL-Technik

T1 und T4 werden invers betrieben.

Inverter in TTL-Technik

 (Typ: 7404)

T₁ wird invers betrieben
U_CESAT = 0,1V
D₁ = Eingangskappdiode (Begrenzung der negativen Eingangsspannung)
D₂ = verhindert das leitend Werden von T₃, wenn T₄ leitet.

U_ein = +5V (H)

U_ein = 0V (L)

3-fach Dioden UND Gatter

3-fach Dioden ODER Gatter

Aufbau eines Selbstsperrenden Isolierschicht FET (N-Typ)

Kennlinien

Ein N-Kanal Typ ist durchgeschaltet, wenn U_GS mindestens 2V groß ist.
Wenn Gate und Drain verbunden werden beträgt r_DS ungefähr 100kΩ

Vorteile von MOS Gatter: hoher Eingangswiderstand, einfach herstellbar, verschiedene Versorgungsspannungen.
Nachteile von MOS Gatter: hoher Ausgangswiderstand, hoher Strom bei "1".

NICHT Gatter in MOS-Technik

Wenn der Eingang angesteuert wird, beträgt r_DS ungefähr 3kΩ. Sonst beträgt r_DS ungefähr 10MΩ.

NOR Gatter in MOS-Technik

NAND Gatter in MOS-Technik

C = Komplementäre MOS Schaltung

NICHT Gatter in CMOS-Technik

NOR Gatter in CMOS-Technik

Bestimmung der Größen mit Hilfe des Datenblattes für MM 74 C 10

a) Störspannungsabstand

b) Fan Out
Fan Out ist abhängig von der Schaltfrequenz

Es gilt:

mit:
mit:
=>  => P_V ∝ f (Verlustleistung steigt proportional zur Frequenz)

C_Ges = 57pF

Transmissionsgatter (CMOS - Schalter)

Ansteuerung des Schalters

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