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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Probleme beim Verständnis einer CMOS Schaltung


Autor: Simon R. (drkolossos)
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Hallo!
Es geht um die Schaltung  eines alten Klausurbeispiels. Hier ist diese 
zu finden (Beispiel 1):
http://www.ife.tugraz.at/LV/Pr_fragen/est2/v_est2_...

Ich vermute ja mal, dass es eine XOR Verknüpfung bestehend aus 6 
Transistoren darstellen soll.
Mir ist eigentlich alles klar, bis auf den Fall, dass beide Eingänge 
high sind. Meiner Meinung nach kommt dann undefiniert heraus, oder?
Oder hat es vielleicht etwas damit zu tun, wie BULK geschalten ist?

Das beschäftigt mich jetzt schon längere Zeit und auch beim stöbern im 
Internet bin ich auf keine Erklärung gestossen.

Aber vielleicht kann ja hier jemand helfen?

MfG
Simon

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Ich vermute ja mal, dass es eine XOR Verknüpfung bestehend aus 6
> Transistoren darstellen soll.
Du könntest falsch vermuten  :-o
Wie wäre es mit einem NAND?

PMOS leitet, wenn der Eingang auf 0V ('0')
NMOS leitet, wenn der Eingang auf 5V ('1')
--> nur wenn beide Eingänge auf  '1' sind, kommt am Invertereingang eine 
'1' heraus --> die vier Transistoren vor dem Inverter bilden ein UND.

Autor: Michael (Gast)
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Ist vielleicht richtig. Geht auch mit der Formulierung "positive Logic" 
einher. Diese gibt es schon lange nicht mehr, aber Lehrkräfte sind doch 
meistens etwas hinterher.

Autor: Simon R. (drkolossos)
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Hmm? Das versteh ich jetzt nicht.
- Die beiden PMOST Transistoren rechts oben schalten doch VDD durch, 
wenn am Eingang low/low anliegt.
- Wenn jeweils an einem Eingang high und am anderen low anliegt, 
schaltet jeweils einer der NMOST Transistoren durch, da das low Signal 
als Masse aufgefasst werden kann und damit eine Spannungsdifferenz zum 
durchschalten entsteht.

- Aber wenn jetzt beide high sind, dann gibt es doch keine 
Spannungsdifferenz zu Masse und somit dürfte weder NMOS noch PMOS 
durchschalten !?


Auf das XOR bin ich übrigens gekommen, weil ich mit dachte, dass es sich 
hier auf Seite 2 um die selbe Schaltung handeln sollte:
http://mts.hindawi.com/utils/GetAcceptedMsFile.asp...

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Geht auch mit der Formulierung "positive Logic"
> einher. Diese gibt es schon lange nicht mehr
Um die Formulierung ist es etwas ruhiger geworden.
Positive Logik gibt es nach wie vor  ;-)

Der Vorteil ist, dass sich die eine Darstellung ohne Probleme in die 
jeweils andere Umwandeln lässt...

Positive Logik: High = 5V, Low = 0V
Negative Logik: Low = 5V, High = 0V

A    B    Out
0V   0V   0V
0V   5V   0V
5V   0V   0V
5V   5V   5V
Positive Logik: UND
Negative Logik: ODER

A    B    Out
0V   0V   0V
0V   5V   5V
5V   0V   5V
5V   5V   5V
Positive Logik: ODER
Negative Logik: UND

Autor: erd (Gast)
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es ist ein XOR...

A  B  Z
0  0  0 - PMOSe leiten VDD an inverter eingang weiter
0  1  1 - VDD wird durch B nicht geleitet.. NMOS Leitet A an Inverter 
Eingang
1  0  1 - VDD wird durch A nicht geleitet.. NMOS Leitet B an Inverter 
Eingang
1  1  0 - VDD wird durch A und B nicht geleitet.. NMOSe Leiten A und B 
an Inverter Eingang

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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erd schrieb:
> es ist ein XOR...
Ja, richtig, die Doppel-Null am Eingang hatte ich übersehen...
Gute Nacht  ;-)

Autor: Simon R. (drkolossos)
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erd schrieb:
> es ist ein XOR...
>
> A  B  Z
> 0  0  0 - PMOSe leiten VDD an inverter eingang weiter
> 0  1  1 - VDD wird durch B nicht geleitet.. NMOS Leitet A an Inverter
> Eingang
> 1  0  1 - VDD wird durch A nicht geleitet.. NMOS Leitet B an Inverter
> Eingang
> 1  1  0 - VDD wird durch A und B nicht geleitet.. NMOSe Leiten A und B
> an Inverter Eingang


Bis auf den letzten Punkt stimme ich mit dir vollkommen überein. Warum 
werden bei 1/1 A und B an den Inverter Eingang geleitet? Wo entsteht da 
die Spannungsdifferez, damit die NMOSe durchschalten?

Autor: Michael (Gast)
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Ich habe mal ge'googelt. Es müßte ein NAND sein. Mal CMOS NAND eingeben.
P.S.: Positive Mos Logic war wohl PMOS-Logic. Die hatten wohl -13V 
Spannung.

Autor: Simon R. (drkolossos)
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Michael schrieb:
> Ich habe mal ge'googelt. Es müßte ein NAND sein. Mal CMOS NAND eingeben.
> P.S.: Positive Mos Logic war wohl PMOS-Logic. Die hatten wohl -13V
> Spannung.

Das kann ich mir ehrlich gesagt nicht vorstellen, dass das ein NAND sein 
soll. Hättest du mal einen direkten Link zu einer Schaltung, die du 
gefunden hast?

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Was sollen das für komische Bauteile sein, die wie 
Durchführungskondensatoren gezeichnet sind, mit bzw. ohne nem Kreis?

Wenn das Transmissionsgatter sind, dann ist die Funktion ein EXOR.

Allerdings würde es so nie realisiert werden, da beim Umschalten 
kurzzeitig beide Eingänge miteinander kurzgeschlossen werden.
Das kann dann die lustigsten Effekte haben, da man üblicher Weise 
CMOS-Eingänge als hochohmig annimmt.


Wenn diese ulkigen Symbole aber FETs sein sollen, dann ist in der Tat 
bei 11 der Inverter dahinter floatend. Bei U_GS = 0V sind ja beide FETs 
ohne Kreis hochohmig.

Würde sagen, eine typische, praxisferne Lehrerschaltung mit merkwürdigen 
Symbolen.


Peter

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