Transistor Schaltung aufbauen. (Nur die Logik, kein löten)

Erhard Henkes

Gibt es vielleicht sowas wie eine Transistorlogik, so daß ich mir das einfacher merken oder herleiten kann?

AND, OR, NOT sind die Grundelemente, aus denen man alle anderen herleiten kann.
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/dig/0710091.htm

Wenn Du noch etwas Background suchst:
https://www.fh-osnabrueck.de/fh/fileadmin/users/346/upload/Rechnerstrukturen/Folien/02_Logische_Funktionen.pdf

Nagila Hawa schrieb:

CMOS hast du vergessen. Ist in meinen Augen das Einfachste.

stimmt, habe ich vergessen. Noch einfacher sind nur Lichtschalter

Erhard Henkes schrieb:

AND, OR, NOT sind die Grundelemente, aus denen man alle anderen herleiten kann.

auf das 'or' kann man auch ganz verzichten.

... auf das 'and' und 'not' auch.

'nand' reicht für alles.

u_ser-l schrieb:

... auf das 'and' und 'not' auch.
'nand' reicht für alles.

'nor' auch. aber 'nand' und 'nor' haben mindestens 2 eingänge, das wäre verschwendung, wenn du nur 'nen inverter brauchst. also, besser 'and' und 'not' oder 'or' und 'not' nehmen.

Vielen Dank
Irgendwie hatte ich Tomaten auf den Augen. Das Schaltermodell aus Erhards Link war genau das was ich gesucht habe.

Eine kleine Frage habe ich noch. Hier ist eine Negator nur mit einem Transistor:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/dig/schalt/02060231.gif

Hier ist einer mit 2 Transistoren:
http://www.funpic.de/bilder/fotoalben/big/1/15/1552608/f14961bedeceba4e708aa7cd78bd9e6e.jpg

Warum ist der 2. Fall ein verbesserter Negator? Wenn ich es richtig lese ist der zusätzliche Transistor ein P Kanal, anreicherungs FET.

seh kein 2.Bild

Einen vernünftigen Webspace zu finden wird auch immer schwieriger..

http://viewmorepics.myspace.com/index.cfm?fuseaction=viewImage&friendID=451184307&albumID=96855&imageID=329921

der zweite ist in der Regel niederohmiger als der erste, weil beim ersten im leitenden Zustand immer R1 in der Leitung ist, wogegen beim zweiten nur der Widerstand eines leitenden FET im Weg ist, und der ist recht gering.

Außerdem haben FETs höherohmige Eingänge als bipolare Transistoren, der zweite läßt sich also mit geringerem Strom steuern als der erste.

Hallo u_ser-l,

könntest Du es noch etwas genauer erläutern?
Bei Schaltung 1 (Link) passiert folgendes:
- Liegt an A ein Strom an (Bipolar, also Strom gesteuert) schaltet der Transistor durch und der Ausgang Q liegt auf Null bzw der ganze Strom fließt schon nach Null und es bleibt nichts mehr für Q übrig.
- Fließt kein Strom durch A, fließt der Strom von Ub nach Q.

Bei Schaltung 2 (Link) handelt es sich um Felteffekt Transistoren. Sie schalten also bei Spannung durch. (Was ich vergessen habe: Eingang ist an 1, Ausgang ist an 2, den Kondensator mal wegdenken, keine Ahnung wofür der da ist.). Der untere ist ein n Kanal, der obere ein p Kanal Transistor. Laut Websuche gibt es eigentlich keinen Unterschied zw beiden. Der P Kanal schaltet nur sehr viel langsamer durch, da dort "Löcher transportiert" werden. Schaltverhalten ist gleich!? Man hätte also auch 2 n-Kanal nehmen können?
- Legen wir also eine Spannung an 1 an. Beide Transitoren schalten durch und an 2 liegt die Null Spannung an.
- Wird keine Spannung angelegt ist 2 frei schwebend, weil keiner der beiden Transistoren durchschaltet.

Ist das überhaupt ein Negator? Ist da nicht eine Fehler drin, ich kann mich schwach dran erinnern das diese komplizierte Schaltung dazu da ist, damit gerade kein Knoten frei schwebend ist. Wäre es da nich besser einen der Transistoren als Verarmungstyp zu realisieren? Dann würde im ersten Fall der obere (Anreicherungstyp) durchschalten und V2 liefern und im 2. Fall würde der untere (Verarmungstyp) den Ausgang 2 auf Null legen?

Nagila Hawa

MaikMaik schrieb:

Hallo u_ser-l,

könntest Du es noch etwas genauer erläutern?
Bei Schaltung 1 (Link) passiert folgendes:
- Liegt an A ein Strom an (Bipolar, also Strom gesteuert) schaltet der Transistor durch und der Ausgang Q liegt auf Null bzw der ganze Strom fließt schon nach Null und es bleibt nichts mehr für Q übrig.
- Fließt kein Strom durch A, fließt der Strom von Ub nach Q.

Bei Schaltung 2 (Link) handelt es sich um Felteffekt Transistoren. Sie schalten also bei Spannung durch. (Was ich vergessen habe: Eingang ist an 1, Ausgang ist an 2, den Kondensator mal wegdenken, keine Ahnung wofür der da ist.). Der untere ist ein n Kanal, der obere ein p Kanal Transistor. Laut Websuche gibt es eigentlich keinen Unterschied zw beiden. Der P Kanal schaltet nur sehr viel langsamer durch, da dort "Löcher transportiert" werden. Schaltverhalten ist gleich!? Man hätte also auch 2 n-Kanal nehmen können?
- Legen wir also eine Spannung an 1 an. Beide Transitoren schalten durch und an 2 liegt die Null Spannung an.
- Wird keine Spannung angelegt ist 2 frei schwebend, weil keiner der beiden Transistoren durchschaltet.

Ist das überhaupt ein Negator? Ist da nicht eine Fehler drin, ich kann mich schwach dran erinnern das diese komplizierte Schaltung dazu da ist, damit gerade kein Knoten frei schwebend ist. Wäre es da nich besser einen der Transistoren als Verarmungstyp zu realisieren? Dann würde im ersten Fall der obere (Anreicherungstyp) durchschalten und V2 liefern und im 2. Fall würde der untere (Verarmungstyp) den Ausgang 2 auf Null legen?

Du musst beachten, dass ein p-Kanal-MOSFET sich auch dadurch vom n-Kanal-MOSFET unterscheidet, dass er bei einer negativen Spannung von Gate nach Source durchschaltet, nicht bei einer positiven. Das C aus CMOS steht für Komplementär, darauf beruht die ganze Technik.

Der Unterschied ist, wie schon gesagt, dass in der ersten Schaltung ein fester Widerstand nach Vcc geschaltet ist.
Ist der Eingang "1", wird der Transistor leitend, er wechselt in einen sehr niederohmigen Zustand und schaltet damit den Ausgang nach GND durch, der Ausgang ist über R1 zu Vcc geschaltet. R1 ist jedoch nicht so hoch, als wenn dort ebenfalls ein schaltender Transistor wäre. Es fließt ein Strom von Vcc über R1 nach GND.

Ist der Eingang "0" sperrt der Transistor. Der Ausgang ist praktisch nur noch über R1 nach Vcc verbunden. Der Lastwiderstand bildet jetzt einen Spannungsteiler mit R1. Je geringer der Lastwiderstand wird, desto mehr bricht die Ausgangsspannung zusammen.

Wäre R1 ebenfalls ein schaltender Transistor, wie in Bild 2, wäre der Widerstand nach Vcc schaltbar. Im Fall vom Eingangszustand "0" wäre auch der Widerstand dort sehr viel geringer als mit festen Widerstand. Die Ausgangsspannung bleibt also stabiler. Ist der Eingangszustand "1", fließt kein (sehr sehr wenig) Strom von Vcc nach GND. Schaltung 2 ist also stabiler, (Energie-)sparsamer und, da MOSFET, benötigt er auch kaum Steuerstrom (praktisch nur Kapazitiv beim Ändern des Eingangspegels).

Nagila Hawa schrieb:

ein p-Kanal-MOSFET sich auch dadurch vom n-Kanal-MOSFET unterscheidet, dass er bei einer negativen Spannung von Gate nach Source durchschaltet,

1. Also wäre logisch 1 eine positive Spannung und logisch 0 eine negative Spannung? In dem Skript das mir vorliegt steht aber 0..1,5V als logisch 0 und 3,5..5V als logisch 1. Habe ich das falsch von der Tafel abgeschrieben?

2. Würde ich den oberen Transistor als n Kanal Verarmungstyp machen wäre das Problem doch auch gelöst? In diesem Fall wäre die Schaltung doch auch viel schneller?

Die erste Frage hat sich erledigt. Die Steuerspannund ist Gate-Source. Wenn 0 Volt dran liegen ist diese GS Spannung negativ.

Wäre aber trotzdem nicht besser den oberen als N Kanal Verarmungstyp zu machen? Natürlich Drain und source vertauschen...

das wäre dann eine Quasi-Komplementärschaltung, der eine würde dann in Sourceschaltung arbeiten, der andere als Source-Folger. Folge wäre vermutlich Unsymmetrie, z.b. was den Widerstand des jeweils leitenden Transistors angeht. Außerdem müßte man die beiden dann invertiert ansteuern.

Was spricht denn dagegen, N- und P-Typen zu verwenden ?

MaikMaik schrieb:

Also wäre logisch 1 eine positive Spannung und logisch 0 eine negative Spannung? In dem Skript das mir vorliegt steht aber 0..1,5V als logisch 0 und 3,5..5V als logisch 1. Habe ich das falsch von der Tafel abgeschrieben?

nee, negativ ist da nichts. das könnten die ttl/cmos levels sein. der untere bereich ist 'ne eindeutige 0 und der obere ist eine eindeutige 1. alles dazwischen ist undefiniert.

@fricky: Das war mein Fehler. Hat sich ja aufgeklärt.

@u_ser-l: Ich wollte nur theoretisch wissen ab es so auch gehen würde. Vielen Dank für die Auskunft