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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Hilfe bei Praktikums-Aufgabe(CMOS Endstufe)


Autor: Andreas P. (badpointer)
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Hallo Zusammen!

Ich habe dieses Semester mein Informatikstudium begonnen und habe nun 
ziemlich meine Probleme mit "Technische Grundlagen der Informatik", da 
ich sehr lange keinen Physikunterricht genossen habe(bei dem ich ohnehin 
sauschlecht war :/).

Jedenfalls soll ich nun ein Protokoll zu meinen letzten Praktikum 
erstellen, bei dem es darum ging einen 6x CMOS Endstufe/Inverter (74xx04 
heisst das Bauteil) zu beschalten und an einen Eingang mit verschiedene 
Frequenzen zu betreiben(10hz-100khz, anschließend noch 40Mhz).

Nun muss ich begründen

1.) Warum ich alle Eingänge der CMOS Endstufe geschaltet habe(obwohl ich 
nur eine Ausgang anschließe)?
2.) Warum sich bei 40Mhz die Stromaufnahme erhöht und was dies für 
CMOS-Schaltungen bedeutet, wenn sehr viele Gatter(tausende) sehr 
oft(hohe Taktfrequenz) gleichzeitig schalten?
3.) Ist ein CMOS empfindlich oder unempfindlich?(In unserem Skript und 
aus den Internet weiss ich ja das es Empfindlich sein sollte, aber wie 
begründe ich das?)

Wäre sehr wichtig, da ich ohne die Protokolle die Klausur knicken kann, 
der Prof. aber sehr viel Vorwissen vorraussetzt, das ich nunmal nicht 
besitze. :(


Vielen Dank im voraus!

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Andreas P. schrieb:
> 1.) Warum ich alle Eingänge der CMOS Endstufe geschaltet habe(obwohl ich
> nur eine Ausgang anschließe)?


Weil die Eingaenge von CMOS sehr hochohmig sind und sich ohne 
beschaltung ein undefinierter Pegel einstellt der das Gatter in den 
linearen Bereich bringt und damit die Stromaufnahme erhoeht.

> 2.) Warum sich bei 40Mhz die Stromaufnahme erhöht und was dies für
> CMOS-Schaltungen bedeutet, wenn sehr viele Gatter(tausende) sehr
> oft(hohe Taktfrequenz) gleichzeitig schalten?

Weil interne Kapazitaeten umzuladen sind und das kostet halt Energie und 
die wird in Waerme umgewandelt.


> 3.) Ist ein CMOS empfindlich oder unempfindlich?(In unserem Skript und
> aus den Internet weiss ich ja das es Empfindlich sein sollte, aber wie
> begründe ich das?)

Durch die Hochohmigkeit sind diese IC gegen elektrostatische Aufladung 
empfindlich. Durch die hohen Feldstaerken im inneren koennen 
Isolationssichten durchschlagen werden.


Gruss Helmi

Autor: unknown (Gast)
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1. ? Ohne Schaltplan kann man nur mutmaßen. Ich vermute aber folgenden 
Sachverhalt: Wenn die Eingänge schweben, kann es passieren, das bei 
Schaltvorgängen der umliegenden Gates / durch Induktion die Spannung 
nahe am Umschaltpunkt liegen und so die Gates ins Schwingen geraten. 
Diese Schwingung kann eine sehr hohe Frequenz erreichen, was einerseits 
zu HF-Störungen führen kann, andererseits siehe Punkt 2

2. CMOS basiert auf MOSFETs, welche eine Gate-Kapazität besitzen. Dazu 
kommt noch die Kapazität der Leitungen.
Bei hohen Frequenzen wird die Gatekapazität nicht mehr ausreichend 
vollgeladen, was dazu führen kann, dass der Highside- und Lowside-MOSFET 
kurzzeitig gleichzeitig leitend sind.

Autor: Willy (Gast)
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Helmut thumbs up für gute knappe Hilfe.

@TS
kleine Deutschnachhilfe kommt zusätzlich gratis :)
Empfindlich ist adjektiv und wird klein geschrieben.
Davon abgesehen, ist 'etwas' empfindlich zu 'etwas'.
Mathematisch ist es eine Relation. Dein Satz ist demnach
nicht vollständig.

Autor: Andreas P. (badpointer)
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Danke für die fachliche und grammatikalische Hilfe ;)!

Bin nur Froh das TGI lediglich im 1. Semester behandelt wird. So richtig 
Warm bin Ich damit noch nicht geworden!

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Und wehe du bestehst jetzt nicht die Klausur.

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