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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Warum bei bipolaren Baureihen mehr Strom bei LOW


Autor: Verwunderter (Gast)
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Hallo Leute,

ich frage mich, warum bipolare Baureihen einen viel größeren 
Ausgangsstrom bei LOW haben. Kann mir das mal jemand kurz erläutern?

Danke schonmal;)

Autor: Christian Z. (christianz)
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Bipolare Baureihen von was haben einen höheren Strom als was?

Autor: Verwunderter (Gast)
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Ohoh, sorry für die Frage...also verhindern die internen Pull up 
Widerstände gegen Vcc einen höheren Strom?

Autor: Verwunderter (Gast)
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einen höheren Ausgangstrom bei LOW als bei HIGH am Augang. Speziell 
gehts um die LS Modelle;)

Autor: Christian Z. (christianz)
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Achso, jetzt verstehe ich. Guck Dir mal die Ausgangsstufe so eines 
LS-Gatters im Datenblatt an. Z.B. auf Seite 2 in 
http://www.ti.com/lit/gpn/sn74ls10

Dann siehst Du, dass zwischen Vcc und dem oberen Transistor noch der 
Kollektorwiderstand sitzt, der den Strom bei High-Pegel begrenzt. Der 
untere Transistor ist mit seinem Emitter hingegen direkt gegen GND 
geschaltet.

Autor: Verwunderter (Gast)
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Hmm ok, das hört sich ja eigentlich ganz plausibel an, nur warum nur die 
0,4mA maximaler Ausgangssstrom? wie kommt es zu diesem sehr kleinen 
wert?

Autor: Felix (Gast)
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N oder P FET's sind nicht gleich..
Haben bei gleicher Chipfläche verschiedene Eigenschafften.. vor allem 
RDSon spielt die wichtigste Rolle..
Cheers Felix

Autor: Verwunderter (Gast)
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@Felix:

FET's sind da aber nicht drin;) gild die Erklärung mit den Widerständen 
der Transistoren trotzdem?

Autor: Helmi (Gast)
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Die 0.4mA gelten aber nur für eine Ausgangsspannung von 3.4V
Das ist auch fast die maximale Ausgangsspannung die ein LS-TTl Gatter 
kann weil im oberen zweig ein Darlington Transistor sitzt. Wenn der mit 
5V an der Basis angesteuert wird kommt am 2. Emitter nur ca. 3.4V an 
wegen der beiden Basis-Emitter strecken und dem Spannungsabfall am 
Basisvorwiderstand. Wenn man jetzt den Ausgang höher belastet sinkt die 
Ausgangsspannung und der Strom steigt. So gesehen kann ein LS-Ausgang 
doch einen höheren Strom nur stimmt dann der High-Level für TTL nicht 
mehr. Deshalb die limitierung auf 0.4mA. Was ja auch zu den 
Eingangsströmen von LS-TTL passt wo ja auch ein höherer Strom aus dem 
Gatter fliesst bei Low als bei High. Der Maximale Strom dürfte in etwa 
den wert betragen der der Kollektorwiderstand vorgibt also rund ca. 
30mA.

Gruss Helmi

@Lehrer (Gast)

Man kann auch freundlich miteinander umgehen.

Autor: 3348 (Gast)
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Wir reden von TTL. Betrachte einen TTL-ausgang als eine OpenCollector 
Logik mit integriertem Pullup. Dann ist klar, dass der Low-Strom viel 
groesser ist.

Autor: Schwurbl (Gast)
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Man sollte vielleicht auch noch erwähnen, dass die Eingänge von 
TTL-Bausteinen bei Low einen höheren Eingangsstrom benötigen (Ein 
Emitter, der bei Low leitfähig wird, quasi eine einfache Basisschaltung, 
die besonders schnell arbeitet). Genau aus diesem Grund muss der 
Ausgang so konstruiert sein, dass er eben bei Low mehr Strom liefert.

Autor: madler (Gast)
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Um das "warum" noch ein bisschen mehr zu beleuchten: der Widerstand muss 
da sein, weil es ja einen gewissen Bereich gibt, wo sowohl der obere als 
auch der untere Transistor leiten. Wäre der Widerstand also nicht da, 
gäbe es für einen Moment sozusagen Kurzschluss. Darum muss man diese 
Schwäche halt in Kauf nehmen.
Macht aber nichts, weil der Eingangsstrom von TTL bei high auch viel 
niedriger ist ;)

Autor: Gast (Gast)
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Sorry, aber der Widerstand ist erforderlich, damit der obere überhaupt 
leiten kann (Ube muß > 0.6V sein) ... die 0.6V erreicht man sonst nie 
wenn Uce=0 sein soll und der Kollektor direkt an Vcc hängt.
Den 'Kurzschluß' verhindert die Diode am Emitter bzw. sorgt dafür daß 
weder beim oberen noch beim unteren im Übergang das Ube gleichzeitig > 
0.6V werden kann.

Das der L-Ausgangstrom immer besser ist als der H-Ausgangsstrom liegt 
daran, das wir keine PNP Transistoren zur Verfügung haben, wir können 
also nicht wie in der CMOS-Technologie eine echte P/N Ausgangstufe 
bauen.
Das spielt aber im Grunde keine Rolle, da nur die L-Level treibende 
Wirkung für die nachfolgenden TTL-Stufen haben.
Probleme bekommt man erst wenn man mit dem H-Pegel das TTL-Grab verläßt 
und damit was treiben will ... aber dann nimmt man eben einen PNP oder 
einen Fet (N oder P) als erste Treiberstufe.

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