Welchen Transistor für digitale Grundschaltungen?

#5818711
Lesenswert?

Hallo zusammen

Ich befasse mich im Moment bei einem Projekt in der Schule mit den 
Basics der Digitaltechnik, und will darum einfache Grundschaltungen mit 
Transistoren nachbauen.

Im Internet findet man sehr einfach Schaltpläne für diese Schaltungen, 
aber es werden überall verschiedene Transistoren verwendet.

Da ich bei den Datenblättern nicht ganz durchblicke, frage ich mal im 
Forum nach, ob mir Jemand eine Empfehlung für einen Transistor hat.

Freundliche Grüsse Leo
Gast #5818731
Lesenswert?

Leo H. schrieb:
> Im Internet findet man sehr einfach Schaltpläne für diese Schaltungen,
> aber es werden überall verschiedene Transistoren verwendet.

Vielleicht solltest du noch zwei oder drei Links einstellen - nicht dass 
wir dir bipolare empfehlen (so wie getan) und Schaltungen mit 
Feldeffekt-Transistoren willst du nachbauen.
Gast #5819032
Lesenswert?

Das sind aber MOSFET Transistoren, dir wurden bisher bipolare 
Transistoren empfohlen.

Da die kleinen MOSFET ziemlich empfindlich auf elektrische Entladungen 
reagieren würde ich Dir empfehlen, lieber eine Schaltung mit bipolaren 
Transistoren aufzubauen. Die Innenschaltpläne der alten 74LSxx IC's 
sollten dazu genug Inspiration bieten.
#5819048
Lesenswert?

nachtmix schrieb:
> Leo H. schrieb:
>> Diesen Volladdierer will ich bauen:
>> http://images.elektroda.net/94_1336663399.jpg
>
> Das wird nichts werden, denn da werden MOSFETs verwendet, wie sie nur in
> integrierten Schaltungen zu finden sind.

Korrekt.

Derjenige, der dich mit -1 bewertet hat, hat offensichtlich keine 
Ahnung. Deswegen reiche ich hier die Erklärung nach. Was diese 
vereinfachte Innenschaltung nicht zeigt, ist daß die MOSFET alle einen 
separaten Substrat-(Bulk)-Anschluß haben. Für die n-Kanal FET ist Bulk 
mit GND verbunden, für die p-Kanal FET (das sind die mit dem Kringel am 
Gate) ist Bulk mit Vdd verbunden.

> Ale Einzelstücke gint es solche Transistoren m.W. nicht zu kaufen.

Zumindest heute nicht mehr und nicht in beiden Polaritäten. Heute 
kaufbare MOSFET haben Bulk intern mit Source verbunden. Genauer gesagt 
wird der Source-Anschluß erst durch diese Verbindung zum solchen. Denn 
an sich sind Drain und Source gleichberechtigt und vertauschbar. 
Deswegen sehen sie in der (wie gesagt: vereinfachten) Innenschaltung 
auch exakt gleich aus.
#5819053
Lesenswert?

Stefanus F. schrieb:
> würde ich Dir empfehlen, lieber eine Schaltung mit bipolaren
> Transistoren aufzubauen. Die Innenschaltpläne der alten 74LSxx IC's
> sollten dazu genug Inspiration bieten.

Auch da kann man sich leicht auf die Nase legen. Viele TTL-Gatter 
verwenden einen Multi-Emitter-Transistor im Eingang. Genauso wie 
vierpolige MOSFET kann man den nicht als diskretes Bauelement kaufen.

Ich würde empfehlen, noch weiter zurück zu gehen; zu DTL-Gattern. DTL 
steht für "Dioden-Transistor-Logik". Und die ist tatsächlich mit 
diskreten Dioden und diskreten Transistoren gebaut worden und heute noch 
1:1 nachbaubar.

Wieviel Sinn darin steckt, ist natürlich eine andere Sache. Eigentlich 
hat man mit dem Bau von ein paar einfachen Logik-Gattern und Flipflops 
genug begriffen, um diese Art Experimente sein zu lassen.
Gast #5819062
Lesenswert?

Stefanus F. schrieb:
>> Hier kannst Du die Daten von gebräuchlichen Transistoren erspähen,
>
> Diese Liste enthält eine große Zahl Transistoren, die man nicht mehr kaufen 
kann.

Sie enthält auch jede Menge Transistoren, die nicht in die Rubrik 
TUN/TUP passen.

Tim T. schrieb:
> BC547 und BC557
> oder
> BC337 und BC327
oder
BC 237 und BC 307
oder BC 107 und BC 177

... jetzt fehlen noch BC 4xx und 8xx-Typen, 7xx scheint es nicht gegeben 
zu haben.
Gast #5819071
Lesenswert?

Leo H. schrieb:
> Im Internet findet man sehr einfach Schaltpläne für diese Schaltungen,
> aber es werden überall verschiedene Transistoren verwendet.

Darum gab es für solche Zwecke früher (tm) TUNs und TUPs (Transistor 
Universal NPN bzw. PNP). Damal waren FETs eher Exoten, so dass 
"Transistor" als Synonym für BJT stand.

Diese sprachliche Unterscheidung nach BJTs und FETs ist heutzutage 
allerdings deutlich angebracht, da FETs als Klasse von Transistoren 
inzwischen dominieren.
Gast #5819109
Lesenswert?

Axel S. schrieb:
> Viele TTL-Gatter
> verwenden einen Multi-Emitter-Transistor im Eingang. Genauso wie
> vierpolige MOSFET kann man den nicht als diskretes Bauelement kaufen.

Aber fast.
Vereinzelt findet man noch den 7460 Expander für die expandierbaren 
AOI-Gates.
Der 7460 besteht nur aus den ersten beiden Transistoren eines 
(Standard-) TTL-Gates und dem 4k Basiswiderstand am 
Multiemitter-Transistor.
Mit ein bischen Rechnerei kann man mit diesem Teil die Eigenschaften der 
damals verwendeten Transistoren (und des Multiemitter-Transistors!) 
eruieren.
Gast #5819130
Lesenswert?

Leo H. schrieb:
> Diesen Volladdierer will ich bauen:
> http://images.elektroda.net/94_1336663399.jpg
>

Das sind Prinzipschaltungen, welche überhaupt nicht zum Nachbau mit 
konkreten Bauelementen gedacht sind.
Einmal, um auf dem Chip bestimmte Funktionen machbar zu machen und auch 
damit Kondensatoren oder Widerstände nachzubilden.

> Dazu noch einfache AND OR NOR usw. Schaltungen.

Dann mach das klassisch mit einem Transistor und Dioden.
Gast #5819303
Lesenswert?

Leo H. schrieb:
> Ich befasse mich im Moment bei einem Projekt in der Schule mit den
> Basics der Digitaltechnik, und will darum einfache Grundschaltungen mit
> Transistoren nachbauen.

Mir stellt sich die Frage, ob es in der Schule sinnvoll ist, den 
Einstieg in die Digitaltechnik mit Transistoren zu machen. Auch, weil 
man da schnell in der Analogtechnik landet, wenn man die auftretenden 
Probleme erklären muss.
Hat man den Transistor als Schalter erfolgreich vermitteln können, 
sollte das für die Erläuterung eines solchen Prinzipbildes schon 
reichen.

Gut, man kann kurz mal ein UND bzw. ODER damit erklären und auch 
aufbauen. Das geht dann schon sehr in die Tiefe.
Aber dann würde ich sehr schnell auf die digitalen Grundbausteine 
umschwenken, wenn es um die nächst komplexere Instanz geht. Deren 
Funktion ist von vornherein gegeben und man kann sich z.B. voll und ganz 
auf den Addierer konzentrieren.
Das dürfte imho mehr zum Verständnis beitragen.
#5819334
Lesenswert?

nachtmix schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Viele TTL-Gatter
>> verwenden einen Multi-Emitter-Transistor im Eingang. Genauso wie
>> vierpolige MOSFET kann man den nicht als diskretes Bauelement kaufen.
>
> Vereinzelt findet man noch den 7460 Expander für die expandierbaren
> AOI-Gates.
> Der 7460 besteht nur aus den ersten beiden Transistoren eines
> (Standard-) TTL-Gates und dem 4k Basiswiderstand am
> Multiemitter-Transistor.
> Mit ein bischen Rechnerei kann man mit diesem Teil die Eigenschaften der
> damals verwendeten Transistoren (und des Multiemitter-Transistors!)
> eruieren.

Ich zweifle, ob das mit den Intentionen des TE konform geht. Er wollte 
den Krempel ja möglichst diskret nachbauen. Wenn er dann aber ein IC 
nehmen muß, um die benötigten Bauteile zu bekommen, dann kann er auch 
gleich den ganzen Weg gehen und seinen Addierer aus Gatter-IC 
zusammensetzen. Bzw. warum dann nicht gleich zum Addierer-IC greifen?

Und eigentlich ist ja auch ein integrierter Addierer mittlerweile nur 
noch von historischem Wert. Wenn heute irgendwo addiert werden muß, 
steckt der Addierer entweder in der ALU eines Prozessors/Controllers. 
Oder in einem PLD, dann am ehesten als Logikblock aus einer 
VHDL-Bibliothek.
#5819381
Lesenswert?

Hi, etwas OT - es gibt irgendwo im Netz eine Seite, auf der man 
beginnend mit (iirc) einer Transistorschaltung darauf aufbauend 
Inverter, Und-Gatter und immer komplexere Schaltungen simuliert, HA, VA, 
Muxer, ALU,...
Link finde ich gerade nicht, ich baue auf die Schwarmintelligenz...
#5819580
Lesenswert?

Stefanus F. schrieb:

> lieber eine Schaltung mit bipolaren
> Transistoren aufzubauen. Die Innenschaltpläne der alten 74LSxx IC's
> sollten dazu genug Inspiration bieten.

TTL-Schaltungen enthalten Transistoren mit mehreren Emittern.
Die kann man einzeln nicht kaufen.

An den TE: Bau Deinen Volladdierer aus einzelnen Nand und Nor-
Gattern z.B. aus der 4000er Serie. Das vereinfacht das ganze
enorm. Passende GRundschaltungen findest Du im Tietze/Schenk
"Halbleiterschaltungstechnik".
#5820184
Lesenswert?

Wenn ich richtig verstanden habe ist es empfehlenswert, schon fertige 
Halb- und Volladdierer in Form von IC's zu kaufen.

Beim durchstöbern einer Liste mit IC's der 74xxx Reihe, ist mir eine 4 
bit ALU aufgefallen. Namlich das IC 74x181. Nach meinem Verständniss 
kann ich damit auch grundlegende Funktionen ausprobieren...

Grüsse Leo
Gast #5820211
Lesenswert?

Leo H. schrieb:
> Wenn ich richtig verstanden habe ist es empfehlenswert, schon fertige
> Halb- und Volladdierer in Form von IC's zu kaufen.

Nein, denn du wolltest doch Grundlagenverständnis wecken.
Ich finde, auf der Ebene von Transistoren gehst du zu tief in die 
Materie, das verwirrt eher als dass es dem Verständnis für digitale 
Grundschaltungen nützt.
Das fänge meines Erachtens damit an, dass man die Grundbausteine von 
Logikschaltungen nutzt: AND/NAND, OR/NOR, INV, EXOR, Flipflop usw.
Daraus einen Halb- oder Volladdierer oder einen Speicher zu konstruieren 
bietet für die Schule ausreichend Tiefe und Komplexität. Und du hast die 
Chance, dass das interessierte Schüler auch verstehen können.
#5820253
Lesenswert?

Leo H. schrieb:

> Wenn ich richtig verstanden habe ist es empfehlenswert, schon fertige
> Halb- und Volladdierer in Form von IC's zu kaufen.

Nein, wenn Du was lernen willst, kannst Du solche Schaltungen
durchaus aus Einzelgattern aufbauen.

> Beim durchstöbern einer Liste mit IC's der 74xxx Reihe,

Wenn Du damit echte TTL-ICs meinst (ohne zusätzliche Buchstaben
hinter der 74), die sind störempfindlich. Mit 4000ern kommt man
als Anfänger besser zurecht und braucht auch keine stabilisierte
Betriebsspannung.
Gast #5820697
Lesenswert?

Ich halte es für Sinnvoll, die Grundfunktionen diskret aufzubauen: NOT, 
AND, OR.

Alles Weitere besteht nur noch aus Kombinationen und Skalierung (mehr 
Eingänge). Das kann man dann gerne anhand fertiger Logikgatter 
ausprobieren, um die Anzahl der Bauteile im Rahmen zu halten.

So eine ALU ist aber selbst dann noch ein ziemliches Kaliber. Ich denke, 
deren Funktionsweise sollte man theoretisch nachvollziehen können.

Also:

Leo H. schrieb:
> ist mir eine 4
> bit ALU aufgefallen. Namlich das IC 74x181. Nach meinem Verständniss
> kann ich damit auch grundlegende Funktionen ausprobieren...

Ja

Antwort schreiben

Bitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben.

oder

Mit Google-Account einloggen

Die Registrierung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.

Jetzt registrieren