Guten Tag,
ich löse derzeit mein erstes Übungsblatt für das Modul "Digitale
Elektronik" und stehe vor einem Verständnisproblem bei der
TTL-Grundschaltung. Beide Eingänge des Multiemittertransistors seien Low
(x1 und x2). Somit werden von beiden Emittern die Potentialschwellen der
Emitterdiode herabgesetzt, sodass der Transistor gesättigt leitend wird.
Nimmt man die Spannung U_CE am Multiemitter zu Null an, dann ist die
Basis von T2 auch direkt mit den Low-Eingängen verbunden, sodass er
hochimpedant ist und somit sperrt. Nun muss sich eine HOHE Spannung
U_CE,T2 am Transistor T2 einstellen, sodass am grün markierten Knoten
das Potenzial höher als 0,7 V sein muss um T4 zum leiten zu bringen.
Aber ich verstehe nicht, wie hoch ist das Potenzial an dem grün
markierten Knoten? Wie hoch ist denn bei einem "hochimpedanten
Transistor" die Spannung U_CE? Idealerweise natürlich unendlich groß.
Ist an dem Knoten (Phi_T2,H) das Potenzial größer als die
Versorgungsspannung von 5 V?
Hensy88 schrieb:> Aber ich verstehe nicht, wie hoch ist das Potenzial an dem grün> markierten Knoten?
Das ist abhängig von den Widerständen und dem Ausgangsstrom, aber
irgendwo in der Nähe von 5V.
> Wie hoch ist denn bei einem "hochimpedanten> Transistor" die Spannung U_CE?
Genauso hoch wie die angelegte Spannung, wenn man Leckströme
vernachlässig und der Transistor bei dieser Spannung nicht kaputt geht
>Idealerweise natürlich unendlich groß.
Woher sollte die unendlich große Spannung kommen? Das ist ein
Transistor, keine Spannungsquelle.
> Ist an dem Knoten (Phi_T2,H) das Potenzial größer als die> Versorgungsspannung von 5 V?
Nein, wo sollte die Spannung > 5V herkommen?
Hallo Max,
danke Dir für deine schnelle Antwort. Ich hatte mich das gefragt, ob die
Spannung dort größer sein kann, was aber natürlich unmöglich ist! Meinst
Du, dass Du mir vielleicht bei einer groben Rechnung helfen könntest?
Nehmen wir an, ich lege an die Eingänge x1 und x2 eine LOW-Spannung an,
z.B. 0,2 Volt. Die Potentialschwelle am Multiemitter wird herabgesetzt,
sodass die Spannung U_BE, 4,8 Volt beträgt. Der Transistor der nun
niederimpedant ist, wird an der Kollektor-Emitter-Strecke ungefähr eine
Spannung von 0,2 V haben. Wenn ich nun im Eingangskreis einen
Maschenumlauf mache, beträgt die Spannung U_BE am Transistor 2 - 0,4
Volt. Er sperrt also.
Ist mein Gedankengang erstmal richtig?
Kann ich nun irgendwie das Potential an dem grün markierten Knoten
berechnen?
Hensy88 schrieb:> Ist mein Gedankengang erstmal richtig?
Unfegähr ja, nur wird Vce des Multiemittertransistors nicht größer als
ca. 0.7V werden.
> Kann ich nun irgendwie das Potential an dem grün markierten Knoten> berechnen?
Kennst du den Ausgangsstrom, die Widerstandswerte und die Verstärkung
der Transistoren?
Oder auch einfach Vout + 2 * 0.7V
Vout + 2 * 0,7 V, ist ein Maschenumlauf, den du gemacht hast. Korrekt?
Die Widerstandswerte sind nicht gegeben. Ich denke aber, dass ich nun
alles verstanden habe. Eine Frage hätte ich aber noch:
Alleine mit den Werten, die hier vorgegeben sind, wäre es doch
unmöglich, direkt die Ausgangsspannung der Schaltung zu bestimmen, oder?
Ein Kommilitone behauptete, dass man einfach 5V - 0,7V - 0,7V rechnen
müsse. Dem kann ich irgendwie nicht folgen.
Michael Bertrandt schrieb:> T1 sättigt nicht, weil von T2 kein relevanter Strom in dessen Kollektor> fliesst
Genau deswegen sättigt er aber.
Hensy88 schrieb:> Ein Kommilitone behauptete, dass man einfach 5V - 0,7V - 0,7V rechnen> müsse.
Wenn der Ausgang im Leerlauf ist, müsste das ungefähr hinkommen.
Wenn das ungefähr hinkommt, wir die Spannung U_CE,T2 aber auch als 5V
angenommen, oder?
Wie sieht es eigentlich in der Praxis aus, wenn man solche Berechnungen
in der Digitaltechnik macht. Arbeitet man dann sehr genau oder auch mit
"Überschlagsrechnungen" ?.
Hensy88 schrieb:> Wenn das ungefähr hinkommt, wir die Spannung U_CE,T2 aber auch als 5V> angenommen, oder?
Ja, wenn kein Strom aus dem Ausgang fließt, fließen durch R auch keine
nennenswerten Ströme.
> Wie sieht es eigentlich in der Praxis aus
CMOS
CMOS werden wir demnächst behandeln.
Ich suche die ganze Zeit in Digitaltechnikbüchern, wie die Widerstände
in der Schaltung zu dimensionieren wären, ich finde allerdings nichts.
Welche Funktion haben die Widerstände? Damit die Schaltung nahezu
"stromlos" funktioniert, wäre es doch angebracht, die Widerstände, die
alle am selben Potential (5 V) angeschlossen sind, sehr hochimpedant zu
dimensionieren, oder?
Hensy88 schrieb:> Damit die Schaltung nahezu> "stromlos" funktioniert, wäre es doch angebracht, die Widerstände, die> alle am selben Potential (5 V) angeschlossen sind, sehr hochimpedant zu> dimensionieren, oder?
Dann wird sie auch sehr langsam.
Man wollte sie aber schnell.
Also haben die Widerstände etwas mit der "Schaltzeit" der TTL Schaltung
zu tun? Könntest Du mir das etwas näher erläutern? Ich finde nichts
nennenswertiges dazu in Büchern und komme da auch nicht selbst drauf.
Hensy88 schrieb:> Ich suche die ganze Zeit in Digitaltechnikbüchern, wie die Widerstände> in der Schaltung zu dimensionieren wären, ich finde allerdings nichts.
Ich würde in einem Datenblatt zu einem TTL-IC nachsehen:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74ls00.pdf
Danke für den Link. Aber wieso werden dort an den Eingängen zwei Dioden
verschaltet? Die sind doch unnötig, wenn man den Pfad einfach weglässt
und die Rückleitung über Masse zur Spannungsquelle verwendet.
Hensy88 schrieb:> Aber wieso werden dort an den Eingängen zwei Dioden verschaltet?
Damit Spannungen unter 0V, die durch Reflektionen entstehen können,
abgewiesen werden, und den Transistor nicht über 6.5V Differenzspannung
an den Emitteranschlüssen bescheren, wodurch er kaputt gehen würde.
In dem genannten Datenblatt sieht man die Entwicklung der TTL-Familien.
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74ls00.pdf
1. 74xx, 7400
2. 74Sxx, 74S00, niederohmiger, mehr Leistung, schneller
3. 74LS, 74LS00, hochohmiger(weniger Leistung) als 74-TTL, dank
Schottkydioden aber so schnell wie Standard 74-TTL.
4. Der Nachfolger von 74S-TTL war 74F-TTL. 74Fxx Bausteine haben weniger
Verlustleistung als 74Sxx und sind trotzdem mindestens so schnell wie
74Sxx.
Reflektion? Was für eine Art von Reflektion meinst du denn gerade? Und
wie weisen die Dioden sowas ab?
Danke für die kurze Zusammenfassung Helmuts. An das Lesen von
Datenblättern muss ich mich auch noch gewöhnen.
Hensy88 schrieb:> Also haben die Widerstände etwas mit der "Schaltzeit" der TTL Schaltung> zu tun? Könntest Du mir das etwas näher erläutern? Ich finde nichts> nennenswertiges dazu in Büchern und komme da auch nicht selbst drauf.
gering Spannungen = geringer Stromfluss = geringe Umladungen = geringe
Umschaltzeiten.
geringer Wasserdruck = geringer Wasserfluss = Waschbecken braucht länger
um voll zu werden
http://de.wikipedia.org/wiki/Slew_rate
Helmut S. schrieb:> Die 54H entsprechen sind doch nur 74er mit erweitertem> Temperaturbereich.
Das gilt generell für SN54 vs SN74, hat aber nichts mit H/L zu tun.
Die 74Hxx waren schneller/stromfressender als 74xx, die 74Lxx
langsamer/sparsamer.
So, da bin ich mal wieder! Ich hab mir jetzt ein wenig etwas dazu
durchgelesen und ich glaube ich habe es verstanden:
Wenn eine negative Spannung entsteht, dann wird die Diode leitend und
schließt diese Spannung über Masse kurz, weil sonst eine sehr hohe
Spannung an der Basis-Emitter-Strecke auftreten könnte z.B. (5V
-(-40V)). Ist dort eine positive Spannung, dann werden die Dioden
lediglich nur einen kleinen Sperrstrom von sich abgeben, der Transistor
kann also ganz normal arbeiten. Die positive Spannung darf aber auch
nicht zu hoch sein, da die Diode sonst im Durchbruchbereich der
Kennlinie beschrieben wird und zerstört werden kann.
Ist das so richtig?
P_20150405_141523_LL.jpg
(200 KB)
