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Logik. Von Fabian Undi. Inhaltsverzeichnis. Logikschaltungen Logikfamilien TTL & CMOS Unterfamilien Unterschiede TTL – CMOS Vor- und Nachteile Bausteine. Logikschaltung. Bausteine (z.B. AND-Gatter) in einfachen oder komplexen Schaltungen

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Logik

Logik

Von Fabian Undi

Fabian Undi - Logik


Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis

  • Logikschaltungen

  • Logikfamilien

  • TTL & CMOS Unterfamilien

  • Unterschiede TTL – CMOS

  • Vor- und Nachteile

  • Bausteine

Fabian Undi - Logik


Logikschaltung
Logikschaltung

  • Bausteine (z.B. AND-Gatter) in einfachen oder komplexen Schaltungen

  • Für Ein- und Ausgänge diskrete Spannungspegel (H-/L-Pegel)

  • Zwei Zustände  digital

  • Verschiedene Techniken (Familien)

Fabian Undi - Logik


Logikfamilien
Logikfamilien

RTL – Resistor-Transistor-Logic

Widerständen und bipolaren Transistoren

DCTL – Direct Coupled Transistor Logic

direkt miteinander gekoppelten bipolaren Transistoren

DRL – Dioden-Resistor-Logic

Dioden und Widerständen

DTL – Dioden-Transistor-Logic

Dioden und Transistoren

TTL – Transistor-Transistor-Logic

Bipolaren Transistoren

MOS – Metal Oxid Semiconductor

MOS-FETs

Fabian Undi - Logik


Unterfamilien ttl
Unterfamilien TTL

Fabian Undi - Logik


Unterfamilien mos
UnterfamilienMOS

Fabian Undi - Logik


Unterschiede ttl cmos

Bipolare Transistoren

Betriebsspannung5V ± 0.25V

Eingang L-Pegel: 0V - 0.8VH-Pegel: 2V - 4.8V

AusgangL-Pegel: < 0.4V H-Pegel: > 2.4V

Selbstsperrende MOS-FETs

Betriebsspannung festlegbar zwischen +3V bis +15V

EingangL-Pegel: 0 - 30% UBH-Pegel: 70% - 100% UB

AusgangL-Pegel: ~ 0VH-Pegel: ~ UB

Unterschiede TTL - CMOS

Fabian Undi - Logik


Vor und nachteile

- Ständiger Stromfluss

- hohe Verlustleistung

- Erwärmung

- Begrenzte Komplexität

+ Oft billiger

+ Unempfindlichkeit

+ Schnelligkeit

Vor- und Nachteile

TTL

Fabian Undi - Logik


Vor und nachteile1
Vor- und Nachteile

CMOS

- Relativ große Schaltzeiten

- Empfindlich gegen statische Aufladung

- Empfindlich auf Eingangsspannungen über Versorgungsspannung oder unter 0V-Versorgungspotential

- Bei hohen Taktfrequenzen (> 5 MHz): hohe Verlustleistung

Fabian Undi - Logik


Vor und nachteile2
Vor- und Nachteile

CMOS

+ Keine Widerstände benötigt

+ Einfacherer Aufbau

+ Kein ständiger Stromfluss

+ Leistungsbedarf extrem niedrig (< 5 MHz)

+ Festlegbare Betriebsspannung

Fabian Undi - Logik


Bausteine

Inverter

(N)AND

(N)OR

X(N)OR

Bausteine

Fabian Undi - Logik


Inverter
Inverter

Schaltbelegungstabelle

Fabian Undi - Logik


Inverter1
Inverter

Fabian Undi - Logik


NAND

Schaltbelegungstabelle

Fabian Undi - Logik


NAND

Fabian Undi - Logik


AND

Schaltbelegungstabelle

Fabian Undi - Logik


AND

Fabian Undi - Logik


NOR

Schaltbelegungstabelle

Fabian Undi - Logik


NOR

Fabian Undi - Logik


OR

Schaltbelegungstabelle

Fabian Undi - Logik


OR

Fabian Undi - Logik


XNOR

Schaltbelegungstabelle

AND

OR

Inverter

Fabian Undi - Logik


XOR

Schaltbelegungstabelle

XNOR

+

Inverter

= XOR

Fabian Undi - Logik


Zusammenfassung
Zusammenfassung

  • TTL:

    • 5V Versorgungsspannung

    • Hohe Erwärmung

    • Hohen Taktfrequenzen

    • Stabilität

  • CMOS:

    • Variable Versorgungsspannung

    • Kompakter (keine Widerstände)

    • Niedrige bis mittlere Taktfrequenzen

    • Empfindlich gegen statische Aufladung

Fabian Undi - Logik


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