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Technische Informatik I 9. Vorlesung: Grundschaltungen der TTL-Technik Marco Balke Sommersemester 2001 Universität Bielefeld.

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Präsentation zum Thema: "Technische Informatik I 9. Vorlesung: Grundschaltungen der TTL-Technik Marco Balke Sommersemester 2001 Universität Bielefeld."—  Präsentation transkript:

1 Technische Informatik I 9. Vorlesung: Grundschaltungen der TTL-Technik Marco Balke Sommersemester 2001 Universität Bielefeld Technische Fakultät

2 June 27, 2002Technische Informatik I: Vorlesung 9, TTL Technik2 Übersicht Inverter Passives ODER-Gatter Passives und aktives UND-Gatter NAND-Gatter Gegentaktendstufe

3 June 27, 2002Technische Informatik I: Vorlesung 9, TTL Technik3 Grundschaltung eines Transistorschalters U E bestimmt, ob der Transistor leitet Dimensionierung des Basisvorwiderstandes R L : Ein kleiner Widerstand ermöglicht schnellen Auf- und Abbau von Ladungsträgern in der Basis. Ein großer Widerstand ermöglicht eine kleine Ansteuerleistung.

4 June 27, 2002Technische Informatik I: Vorlesung 9, TTL Technik4 Inverter 1 / 3 Der Inverter ist die einfachste TTL-Schaltung U E = high => T leitet => Q = low U E = low => T sperrt => Q = high

5 June 27, 2002Technische Informatik I: Vorlesung 9, TTL Technik5 Inverter 2 / 3 Ersatzschaltbild für Q = high Problem: Nachfolgende Stufen wirken wie ein Ableitwiderstand gegen Masse. Zu viele nachgeschaltete Stufen können bewirken, das Q den high-Pegel nicht mehr erreicht.

6 June 27, 2002Technische Informatik I: Vorlesung 9, TTL Technik6 Inverter 3/ 3 Ersatzschaltbild für Q = low Problem: Nachfolgende Stufen können Spannung hereindrücken. Zu viele nachfolgende Stufen können bewirken, das Q für einen low-Pegel zu groß wird.

7 June 27, 2002Technische Informatik I: Vorlesung 9, TTL Technik7 Passives ODER-Gatter Passives ODER-Gatter in DTL-Technik Sind beide Eingänge offen (U E = low), so liegt Q über R L auf Masse. Ist einer der beiden Eingänge geschlossen, so ist Q = high

8 June 27, 2002Technische Informatik I: Vorlesung 9, TTL Technik8 Passives ODER-Gatter Zur Verstärkung des Ausgangssignals werden 2 Inverter nachgeschaltet. Dies ermöglicht höhere Ausgangsbelastungen und verringert mögliche Eingangsbelastungen.

9 June 27, 2002Technische Informatik I: Vorlesung 9, TTL Technik9 Passives UND-Gatter Sperren beide Eingangsdioden, so liegt Q über R L und D 3 auf high. Ist eine der Eingangsdioden leitend, so wird das Potiential zwischen U M und U Q nicht groß genug sein, um D 3 durchschalten zu lassen => Q = low.

10 June 27, 2002Technische Informatik I: Vorlesung 9, TTL Technik10 Ersatzschaltbild für einen Transistor DTL für einen integrierten Aufbau zu groß => TTL-Technik.

11 June 27, 2002Technische Informatik I: Vorlesung 9, TTL Technik11 Passives vs. aktives UND-Gatter Multiemitterschaltungen ermöglichen einen hochintegrierten Aufbau.

12 June 27, 2002Technische Informatik I: Vorlesung 9, TTL Technik12 Aktives UND-Gatter 1. Fall: E 1 = low Der Transistor leitet, I B fließt über E 1 ab Q = low Dabei muß eine mögliche Belastung durch nachfolgende Stufen beachtet werden.

13 June 27, 2002Technische Informatik I: Vorlesung 9, TTL Technik13 Aktives UND-Gatter 1. Fall: E 1 und E 2 = high Der Transistor leitet ebenfalls! Aber: Er arbeitet im Inversbetrieb, I B fließt über R ab Q = high Vorteil: kurze Umschaltzeiten, da die Basis nicht von Ladungsträgern geräumt werden muß, denn der Transistor wird immer von Strom durchflossen.

14 June 27, 2002Technische Informatik I: Vorlesung 9, TTL Technik14 NAND-Gatter Erweiterung des UND-Gatters um einen Verstärker => NAND-Gatter Grundschaltung der TTL-Technik, denn mit NAND-Gattern sind alle logischen Verknüpfungen implementierbar. Nachteil: Beim Umschalten müssen am Ausgang liegende Lastkapazitäteten schnell umgeladen werden, über den Widerstand geschieht dieses nur sehr langsam.

15 June 27, 2002Technische Informatik I: Vorlesung 9, TTL Technik15 Gegentaktendstufe Lösung: Gegentaktendstufe 1. Fall: Einer der beiden Eingänge liegt auf low: T 2 sperrt, T 3 leitet, T 4 sperrt Q = high

16 June 27, 2002Technische Informatik I: Vorlesung 9, TTL Technik16 Gegentaktendstufe 2. Fall: Beide Eingänge liegen auf high: T 2 und T 4 leiten, damit leigt Q auf low Um zu verhindern, daß T 3 ebenfalls leitet, wird dess Emitterpotential durch die Diode um 0,6V erhöht. Die Eingangsdioden dienen zum Schutz der Schaltung vor neagtiven Spannungen an x 1 oder x 2.

17 June 27, 2002Technische Informatik I: Vorlesung 9, TTL Technik17 Ausblick (auf das DEP) Open-Collector-Schaltungen Buselektronik


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