Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Verständnisfrage: Stromfluss bei AND-Gatter


von nup (Gast)


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Hi zusammen,

ich bin sehr neu im ganzen Thema und schaue mir gerade das folgende 
AND-Gatter an: 
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c8/ANDGate-2-Diode.svg/220px-ANDGate-2-Diode.svg.png

Ich verstehe: Wenn A und B auf HIGH sind, sind D1 und D2 gesperrt, 
wodurch Q high ist.

Ich verstehe nicht: Wenn z.B. A auf LOW gesetzt ist, fließt natürlich 
ein Teil des Stroms: VCC -> R1 -> D1 -> A. Nun steht allerdings überall, 
dass Q in diesem Fall auf Low (Gnd) gesetzt ist. Weshalb ist das so? 
Also: Weshalb fließt der gesamte Strom zu A ab und teilt sich nicht auf 
A und Q auf?

Danke und viele Grüße

von nup (Gast)


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Außerdem noch eine Frage zu R1: Hat er mehr Sinn als einen Kurzsschluss 
zwischen VCC und GND zu vermeiden?

von (prx) A. K. (prx)


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"Mehr Sinn" ist gut... Reicht das nicht?

Ob Strom in Q fliesst hängt davon ab, wie es bei A,B,Q weiter geht. 
Diese Art Gatter ist zudem nicht beliebig kaskadierbar.

von Fabian J. (nup)


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A. K. schrieb:
> "Mehr Sinn" ist gut... Reicht das nicht?
>
> Ob Strom in Q fliesst hängt davon ab, wie es bei A,B,Q weiter geht.
> Diese Art Gatter ist zudem nicht beliebig kaskadierbar.

Vielen Dank für die Antwort!

Nehmen wir an: A = GND, B = GND, Q = Anode einer LED, die dann zu GND 
geht. Wie sieht es dann aus?

Danke und viele Grüße!

von Guest (Gast)


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Überleg dir mal, wie die Schaltung aussieht, falls A auf GND und B auf 
VCC liegt. Die Diode bei B sperrt, deshalb darfst du sie für eine 
Näherung einfach weg lassen.
1
VCC
2
___
3
 |
4
.-.
5
| |
6
| |
7
'-'
8
 |
9
 o----Q
10
 |
11
---
12
\ /
13
 v
14
---
15
 |
16
_|_
17
GND

Überleg dir mal, welche Spannung nun an Q anliegt.

von NullNullCyblord (Gast)


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> Überleg dir mal, welche Spannung nun an Q anliegt.

12 V natürlich!

Danke für deinen Beitrag und viele Grüße

von Guest (Gast)


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NullNullCyblord schrieb:
>> Überleg dir mal, welche Spannung nun an Q anliegt.
>
> 12 V natürlich!
>
> Danke für deinen Beitrag und viele Grüße

???

von Fabian J. (nup)


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Guest schrieb:

> Überleg dir mal, welche Spannung nun an Q anliegt.

12V,  wäre mein Bild. Das aber nicht ins Gesamtbild passt ;)

Edit: weniger R

von Hubertus (Gast)


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Fabian J. schrieb:
> Guest schrieb:
>
>> Überleg dir mal, welche Spannung nun an Q anliegt.
>
> 12V,  wäre mein Bild. Das aber nicht ins Gesamtbild passt ;)
>
> Edit: weniger R

Das ist genial: 12 V - R = 6,4 KG

von Achim H. (anymouse)


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Fabian J. schrieb:
> 12V,  wäre mein Bild. Das aber nicht ins Gesamtbild passt ;)

Wenn man die Stromkreisregeln (Kirchhoff) verwendet, so sollte der 
summierte Spannungsabfall an Widerstand und Diode genau der 
Versorgungsspannung entsprechen. Wegen der nicht-lineare Kennlinie der 
Doide fällte dort auch bei viel Strom nur wenig mehr als die 
Durchbruchsspannung ab. Beim Widerstand dagegen mit seinem linearen 
Verhalten (und vernünftiger Auslegung) wird bei hohen Strömen auch viel 
Spannung abfallen.

Wenn man alles richtig macht (und keinen 0,1Ω-Widerstand nimmt, sondern 
eher im kΩ-Bereich), sieht das ganze so aus:

Der Strom durch Diode und Widerstand steigt solange an, bis der 
Spannungsabfall am Widerstand Vcc - Spannungsabfall an der Diode (ca. 
0,6V) entspricht. Dabei sollten einige wenige Milliampere fließen. Also 
ist im Bild die Spannung bei Q ca. 0,5 - 0,7V.

von Achim H. (anymouse)


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nup schrieb:
> Außerdem noch eine Frage zu R1: Hat er mehr Sinn als einen Kurzsschluss
> zwischen VCC und GND zu vermeiden?

Es handelt sich nicht um einen "Angstwiderstand". Er begrenzt den Strom 
zwischen VCC und GND. das heißt aber auch, gemäß U=R*I fällt über ihn 
eine Spannung ab, die proportional zum fließenden Strom ist.

Im Ausgang=Low-Fall ist die abfallende Spannung die gesamte 
Versorgungsspannung.

Man könnte also sagen, dass er dafür sorgt, dass der Ausgang nicht immer 
an VCC liegt.

von Fabian J. (nup)


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> Das ist genial: 12 V - R = 6,4 KG

*pi=E :)

> Der Strom durch Diode und Widerstand steigt solange an, bis der
> Spannungsabfall am Widerstand Vcc - Spannungsabfall an der Diode (ca.
> 0,6V) entspricht. Dabei sollten einige wenige Milliampere fließen. Also
> ist im Bild die Spannung bei Q ca. 0,5 - 0,7V.

D.h. Q ist auch im Beispiel oben nicht gleich Gnd, sondern nahe Gnd, 
richtig?

von Achim H. (anymouse)


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Fabian J. schrieb:
> D.h. Q ist auch im Beispiel oben nicht gleich Gnd, sondern nahe Gnd,
> richtig?

Genau. Macht aber für digitale Logik fast keinen Unterschied -- sofern 
man das nicht übertreibt.

von Fabian J. (nup)


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Achim Hensel schrieb:
> Fabian J. schrieb:
> D.h. Q ist auch im Beispiel oben nicht gleich Gnd, sondern nahe Gnd,
> richtig?
>
> Genau. Macht aber für digitale Logik fast keinen Unterschied -- sofern
> man das nicht übertreibt.

Klasse, das hilft mir sehr! Vielen Dank für die Hilfe und Sorry fürs 
Noobtum

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