Ich schreibe bald eine Klausur zur technischen Informatik und habe Probleme mit dieser Übungsaufgabe. Die Frage lautet „Welche boolesche Funktionen realisieren die Schaltungen?“. Die Lösung sind glücklicherweise bereitgestellt und so weiß ich das z= !(x1 und x2 und x3) herauskommt bzw. wenn man es umformt z= (!x1 oder !x2 oder !x3). Mir ist nur nicht ganz klar wie man darauf kommt. Bei allen dargestellten Transistoren handelt es sich ja um selbstsperrende MOSFET-Transistoren, wobei die drei oberen p-Kanal Transistoren sind (= leiten wenn Gate 0 und source 1/positiver ist) und die drei unteren, seitlichen n-Kanal Transistoren sind (= leiten wenn Gate 1 und source 0/negativer ist). Mit den oberen drei Transistoren habe ich kein Problem (denke ich). (Damit einer der Transistoren den Vcc-Strom durchlässt muss eines der x negativer sein als die source-Leitung, die in z mündet. Solange alle 3 Transistoren unterhalb z sperren ist z erstmal unbestimmt/neutral, daher jedes x das 0 ist, ist negativer als das neutrale z und daher leiten die oberen Transistoren dann und lassen den Strom von Vcc zu z durch.) Unklar ist mir vor allem das Verhalten der unteren drei Transistoren. Wenn sagen wir x3=0 ist, ist es dann negative als Ground und der unterste Transistor leitet oder nicht? (+ Hypothetische Frage: Wenn alle 3 oberen und alle 3 unteren Transistoren leiten würden, würde dann überhaupt Strom von Vcc bei z ankommen oder würde der Strom gleich zu Ground durchfließen und z wäre weiterhin unbestimmt?) Alles in allem bin ich recht verwirrt und wäre für Hilfe dankbar, insbesondere auch wenn in dem was ich aktuell schon zu wissen glaube Fehler wären.
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Frage schrieb: > Die Frage lautet „Welche boolesche > Funktionen realisieren die Schaltungen?“. Das kommt drauf an, wie deine Logikpegel definiert sind, also welche Spannung dem Zustand "true" und welche dem Zustand "false" zugeordnet ist. Wenn das klar ist, guckst du welcher Zustand sich bei Anlegen der Spannung bei den MOSFETs einstellt und welche Spannung dann am z-AUsgang raus kommt. Daraus ergibt sich dann entsprchend der Logikpegeldefinition direkt der logitsche Zustand (false/true) des Ausgangs. Da bei drei Eingängen die Zahl der Möglichkeiten überschaubar ist, kannst du also ohne Probleme die Logiktabelle für die Schaltung aufstellen und daraus die Gleichung ableiten.
> Das kommt drauf an, wie deine Logikpegel definiert sind, also welche > Spannung dem Zustand "true" und welche dem Zustand "false" zugeordnet > ist. Höheres bzw. positiveres Potential ist 1 und true, niedrigeres Potential ist 0 und false. (Würde ich aus Information-Aufgaben-Konvention heraus sagen. Die Aufgabenstellung selbst beschränkt sich auf den im Startpost zitieren Satz.) > Wenn das klar ist, guckst du welcher Zustand sich bei Anlegen der > Spannung bei den MOSFETs einstellt und welche Spannung dann am z-AUsgang > raus kommt. Daraus ergibt sich dann entsprchend der Logikpegeldefinition > direkt der logitsche Zustand (false/true) des Ausgangs. Darauf bezieht sich ja gerade meine Frage. Ich weiß gerade nicht was bei den unteren Mosfets passiert, wenn ich x=0 setze und source mit dem Ground verbunden ist. Desewgen dieser Thread hier. ("Unklar ist mir vor allem das Verhalten der unteren drei Transistoren. Wenn sagen wir x3=0 ist, ist es dann negative als Ground und der unterste Transistor leitet oder nicht? (+ Hypothetische Frage: Wenn alle 3 oberen und alle 3 unteren Transistoren leiten würden, würde dann überhaupt Strom von Vcc bei z ankommen oder würde der Strom gleich zu Ground durchfließen und z wäre weiterhin unbestimmt?))
https://www.allaboutcircuits.com/textbook/digital/chpt-3/cmos-gate-circuitry/ Findet man auch unter MOSFET in integrierten Schaltungen usw.
Du musst dir da nicht so viele Gedanken über Potential machen. Das ist Digitaltechnik, keine Analogelektronik (natürlich schon, aber darum geht es nicht). Wenn an einem der unteren Transistoren 0/GND anliegt, sperrt er, bei 1/VCC leitet er. Bei den oberen umgekehrt. Frage schrieb: > (+ Hypothetische Frage: Wenn alle 3 oberen und alle 3 unteren > Transistoren leiten würden, würde dann überhaupt Strom von Vcc bei z > ankommen oder würde der Strom gleich zu Ground durchfließen und z wäre > weiterhin unbestimmt?)) Dann hast du einen Kurzschluss, z ist unbestimmt und die Schaltung kurz danach kaputt.
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> https://www.allaboutcircuits.com/textbook/digital/... > > Findet man auch unter MOSFET in integrierten Schaltungen usw. Ok, also wenn ich das richtig deute, meint dieses Bild das Gate und Ground etwa gleich negativ sind/gleich negatives Potential haben, also keine Spannung herrscht und daher der untere n-Kanal Transistor nicht leitet. Nur mal hypothetisch: Wenn man jetzt unten einen selbstsperrenden p-Kanal Transistor hätte würde der nie leiten, oder? Also auf der einen Seite hat man das Gate das entweder 0 oder 1 sein kann, und auf der Anderen Seite den source, der mit dem Ground verbunden ist und daher immer 0 ist. Damit der p-Kanal MOSFET leitet muss das source negativer sein als Gate, und das ist ja nie der Fall? (Bei gate =1 u. source = 0 ist gate positiver, und bei gate =0 und source =0 herrscht Gleichstand und es leitet nicht, da selbstsperrend.)
Frage schrieb: > Darauf bezieht sich ja gerade meine Frage. Ich weiß gerade nicht was bei > den unteren Mosfets passiert, wenn ich x=0 setze Bei x=[0,0,0] wird keiner der drei unteren FETs leitend, woher auch.
> Nur mal hypothetisch: Wenn man jetzt unten einen selbstsperrenden > p-Kanal Transistor hätte würde der nie leiten, oder? > Also auf der einen Seite hat man das Gate das entweder 0 oder 1 sein > kann, und auf der Anderen Seite den source, der mit dem Ground verbunden > ist und daher immer 0 ist. Damit der p-Kanal MOSFET leitet muss das > source negativer sein als Gate, und das ist ja nie der Fall? (Bei gate > =1 u. source = 0 ist gate positiver, und bei gate =0 und source =0 > herrscht Gleichstand und es leitet nicht, da selbstsperrend.) Also diese Frage bezog sich jetzt auf die originale Übungsaufgabe aus dem Startpost, nicht auf das Bild aus dem Post mit der Frage.
Frage schrieb: > Unklar ist mir vor allem das Verhalten der unteren drei Transistoren... Solche Schaltungen sind, solange sie funktionieren sollen, immer komplementär. Das heißt, die Transistoren, die den Ausgang mit 0 verbinden, bilden genau die entgegengesetzte Funktion zu denen die den Ausgang mit 1 verbinden. Wenn man davon ausgeht, dass das sinnvoll aufgebaut ist, dann muss man also eigentlich nur eine Seite analysieren. Bei der Analyse kann man sich merken, dass parallele Transistoren Oder-Verknüpfungen entsprechen und Reihenschaltungen entsprechen Und-Verknüpfungen. Elemente, die in Richtung 1 verbinden können, müssen dafür mit 0 angesteuert werden, solche die mit 0 verbinden mit 1. Für z = 1 muss also mindestens einer der oberen Transistoren leiten, also 0 am Gate -> z = !x1 oder !x2 oder !x3 Für z = 0 müssen alle Unteren leiten: -> !z = x1 und x2 und x3 -> z = !(x1 und x2 und x3) Das muss wegen der komplementären Struktur natürlich genau das gleiche sein. Kann man über DeMorgan in diesem Fall auch sehr leicht umwandeln. Stimmt die vorgegebene Lösung überhaupt? (dachte "v" entspricht "und" - "umgerehtes-v" entspricht "oder")
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