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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ungenutzte Gatter von 74HCT08 / 74HCT14 offen lassen?


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Autor: Mali (Gast)
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Hallo uC.net,

ich habe eine Platine entworfen auf der verschiedene Logik Gatter zum 
Einsatz kommen. Die Logik-ICs haben mehrere Gatter, von denen ich aber 
nicht alle benutze.

Jetzt stellt sich mir die Frage, ob und wie ich die ungenutzen Gatter 
beschalte.

Irgendwo habe ich mal gelesen, dass die Eingänge bei der CMOS Variante 
(74HCxxxx) auf jeden Fall auf GND oder VCC gelegt werden müssen.
Bei der TTL Version (74HCTxxxx) sei es hingegen egal und bei den LS 
Versionen gäbe es intern sogar Pullups.

Stimmt das alles so? Oder sollte man die Eingänge der ungenutzten Gatter 
bei den HCT-ICs ebenfalls mit einem definierten Pegel belegen?

Würde mich freuen, wenn mir jemand dazu etwas sagen kann.

Vielen Dank, Marcel

Autor: eingänge (Gast)
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Es ist gute Praxis die Eingänge auf ein festes Potential zu legen.
Bei CMOS ist es Pflicht, bei TTL schadet es nicht.

Autor: Falk B. (falk)
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Mali schrieb:
> Irgendwo habe ich mal gelesen, dass die Eingänge bei der CMOS Variante
> (74HCxxxx) auf jeden Fall auf GND oder VCC gelegt werden müssen.

Richtig!

> Bei der TTL Version (74HCTxxxx) sei es hingegen egal und bei den LS
> Versionen gäbe es intern sogar Pullups.

FALSCH! HCT ist nur von den Schaltschwellen TTL-kompatibel, elektrisch 
aber CMOS! Da darf man auch keine Eingänge offen lassen. Und auch in der 
guten, alten TTL-Zeit waren offene Eingänge eine schlechte Praxis.

Autor: MaWin (Gast)
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Mali schrieb:
> Irgendwo habe ich mal gelesen, dass die Eingänge bei der CMOS Variante
> (74HCxxxx) auf jeden Fall auf GND oder VCC gelegt werden müssen.

Ja

> Bei der TTL Version (74HCTxxxx) sei es hingegen egal und bei den LS
> Versionen gäbe es intern sogar Pullups.

Besser über externe 4k7 an plus (es fliesst kaum Strom, im Gegensatz 
dazu wenn man sie an Masse legt, da müsste man 470 Ohm nehmen). Die 4k7 
verhindern zu hohen Stromfluss in Gegenrichtnug, wenn die VCC Spannung 
am IC doch mal auch nur Mikrosekunden unter 3.6V fällt weil die 
Abblocknug nicht ausreichend war, sonst könnte man die Pins auch direkt 
an plus legen.

Autor: MaWin (Gast)
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Mist, jetzt habe ich nur TTL-Version gelesne, aber HCT übersehen.

HCT ist KEIN TTL, sondern auch CMOS, also gilt dasselbe wie bei CMOS:

Nur 70xx oder LS ist TTL.

Autor: Mali (Gast)
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Hallo,

vielen Dank für eure Infos.

Oha - da wäre ich ja fast in's offene Messer gerannt. Ich ging davon 
aus, dass die HCT Varianten tatsächlich TTL sind und nicht CMOS mit TTL 
Pegel.

Dann lege ich meine offenen Eingänge über 4K7 an VCC um den 
Stromverbrauch möglichst gering zu halten.

1000 Dank!

Autor: Schaltplan Lesa (Gast)
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Mali schrieb:
> Jetzt stellt sich mir die Frage, ob und wie ich die ungenutzen Gatter
> beschalte.

Da stellt sich mir die Frage ob du nicht erst mal jemand anders
über deine Schaltung schauen lässt. Denn so hemdsärmelig wie
du dich gibst werden in deiner Schaltung einige Hunde begraben
sein die dir das Leben schwer machen werden.

Autor: Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)
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Mali schrieb:
> HCT Varianten tatsächlich TTL sind und nicht CMOS mit TTL
> Pegel.

die Wikipedia meint dazu:
https://de.wikipedia.org/wiki/Complementary_metal-oxide-semiconductor#Spezielle_Arten

hct = _h_ighspeed _c_mos _t_tl

: Bearbeitet durch User
Autor: HildeK (Gast)
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Mali schrieb:
> Dann lege ich meine offenen Eingänge über 4K7 an VCC um den
> Stromverbrauch möglichst gering zu halten.

Das hast du nicht ganz richtig verstanden: Der Widerstand ist nur bei 
TTL sinnvoll, bei allen Typen mit dem 'C' im Bezeichner (HC, HCT, AC, 
LVC ...) braucht man den nicht - es fließt kein Strom.
Trotzdem kann er sinnvoll sein, falls man bei fertiger Platine doch noch 
eines der übrigen Gatter nachverdrahten will/muss ... :-)

Autor: MaWin (Gast)
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Mali schrieb:
> Oha - da wäre ich ja fast in's offene Messer gerannt. Ich ging davon
> aus, dass die HCT Varianten tatsächlich TTL sind und nicht CMOS mit TTL
> Pegel.
>
> Dann lege ich meine offenen Eingänge über 4K7 an VCC um den
> Stromverbrauch möglichst gering zu halten.

Hast du jetzt eigentlich meinen Beitrag mit der Korrektur gelesen ?

Autor: Mali (Gast)
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MaWin schrieb:
> Hast du jetzt eigentlich meinen Beitrag mit der Korrektur gelesen ?

Ja - und jetzt auch hinsichtlich der Beschaltung richtig verstanden :D
Danke für den nochmaligen Hinweis - auch an HildeK für den Tip. Bei 
Prototypen durchaus nicht verkehrt.

ICh setze einmal mal einen 0 Ohm Widerstand ein.

Merci @all

Autor: Karl B. (gustav)
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Hi,
es wird noch unterschieden (bei TTL):
OR oder NOR unbenutzte Eingänge auf GND (-Pol der Vcc 5V) oder LOW.
AND oder NAND unbenutzte Eingänge auf Vcc (+ Pol der Vcc 5V) oder HIGH.
"Ist nicht sichergestellt, dass die Betriebsspannung unter 5,5 Volt 
bleibt, empfiehlt sich ein Vorwiderstand von 1 bis 5 kOhm zur 
Eingangsstrombegrenzung."
Quelle
S. 154
ISBN 3-921608-31-7

ciao
gustav

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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HildeK schrieb:
> Mali schrieb:
>> Dann lege ich meine offenen Eingänge über 4K7 an VCC um den
>> Stromverbrauch möglichst gering zu halten.
>
> Das hast du nicht ganz richtig verstanden: Der Widerstand ist nur bei
> TTL sinnvoll, bei allen Typen mit dem 'C' im Bezeichner (HC, HCT, AC,
> LVC ...) braucht man den nicht - es fließt kein Strom.

Auch bei TTL braucht man den Widerstand nicht wirklich. Das ist ein 
Angstwiderstand, für den Fall, daß die Betriebsspannung des TTL-IC mal 
über 5.5V steigen sollte (im Normalbetrieb sind es 4.75V bis 5.25V). 
Denn das IC verträgt zwar bis 7V Betriebsspannung, die Eingänge aber nur 
5.5V. Wenn man die Eingänge direkt mit Vcc verbindet, könnte man die 
5.5V also eventuell überschreiten.

Das gleiche Limit gilt auch für die anderen "alten" TTL-Familien 74Lxx 
und 74Hxx. Alles was an bipolaren Familien danach kam (S, LS, AS, ...) 
und alles was CMOS ist, hat dieses Limit nicht. Dann ist dieser 
Widerstand definitiv unnötig. Der TE kann die Eingänge seiner 
ungenutzten 74HCT Gatter also ohne Widerstand direkt an wahlweise GND 
oder Vcc legen - was immer vom Layout her besser paßt.

Pullups an den Eingängen hat allerdings keine einzige TTL-Familie. Daß 
ein offener Eingang bei den bipolaren TTL-Familien als H gelesen wird, 
ist ein Seiteneffekt der gewählten Schaltungstechnik.


Karl B. schrieb:
> OR oder NOR unbenutzte Eingänge auf GND (-Pol der Vcc 5V) oder LOW.
> AND oder NAND unbenutzte Eingänge auf Vcc (+ Pol der Vcc 5V) oder HIGH.

Achtung: das gilt so nur für teilweise genutzte Gatter. Sprich: Gatter 
mit mehr Eingängen als man eigentlich braucht. Wenn die Gatter 
komplett ungenutzt sind, ist es egal, ob man die Eingänge an H oder an 
L legt. Man darf sogar mischen.

: Bearbeitet durch User
Autor: Karl B. (gustav)
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Axel S. schrieb:
> Man darf sogar mischen.

Hi,
es geht noch weiter:
Nehmen wir den SN7411 mit drei Eingängen pro Gatter, dann brauche ich
wenn nur ein Eingang benutzt wird, nicht zwei Extra-Widerstände, sondern 
kann
die beiden verbleibenden "offenen" Eingänge an einen (1... 5k)Widerstand 
nach Vcc schalten, unter der Bedingung, dass die Eingangsspannung nicht 
unter 2,4 V sinken kann.
Quelle siehe oben.

ciao
gustav

Autor: Maxim B. (max182)
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Mali schrieb:
> Irgendwo habe ich mal gelesen, dass die Eingänge bei der CMOS Variante
> (74HCxxxx) auf jeden Fall auf GND oder VCC gelegt werden müssen.

So muß das sein.
Nur bei "reinen" 74 wäre es möglich ( aber auch nicht immer sinnvoll) 
unbenutzte Eingänge, die sonst "1" bekommen, frei lassen: auch dort ist 
Störsicherheit dadurch schlechter. Bei allen anderen Serien sind freie 
Eingänge Tabu: wenn auch ausnahmsweise keine Wirkung für Störsicherheit, 
dann schon in jedem Fall höhere Stromverbrauch.

HildeK schrieb:
> Trotzdem kann er sinnvoll sein, falls man bei fertiger Platine doch noch
> eines der übrigen Gatter nachverdrahten will/muss ... :-)

Dann kann man die Platte so machen, daß diese Eingänge mit kleinen 
Leitungen zu GND oder VCC gehen, die man notfalls schneiden kann.

: Bearbeitet durch User
Autor: HildeK (Gast)
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Maxim B. schrieb:
> Dann kann man die Platte so machen, daß diese Eingänge mit kleinen
> Leitungen zu GND oder VCC gehen, die man notfalls schneiden kann.

Natürlich.
Man muss halt aufpassen, wenn man am Schluss GND und VCC als Fläche 
flutet - schon sind die kleinen Leitungen weg :-).

Autor: MAyo (Gast)
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Interessant - wusste ich auch noch nicht bzw. habe ich auf dem 
Steckbrett noch nie beachtet ;)

Was kann denn eigentlich alles so passieren, wenn man bei einem Chip die 
Eingänge von unbenutzten CMOS Gattern offen lässt?

ggf. hoher Stromverbrauch wurde genannt...
Noch mehr?

Wenn man beim Beispiel 74HCT14 bleibt, könnte ein offenes, ungenutztes 
Gatter den gesamten Chip so stören, dass auch die anderen Gatter dadurch 
beeinflusst werden?

Autor: Harald W. (wilhelms)
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MAyo schrieb:


> Wenn man beim Beispiel 74HCT14 bleibt, könnte ein offenes, ungenutztes
> Gatter den gesamten Chip so stören,

Durch wildes Schwingen könnte es auch den Chip zerstören.

Autor: Alex I. (Gast)
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MAyo schrieb:
> ggf. hoher Stromverbrauch wurde genannt...
> Noch mehr?

Speziell für ein HCT14 kann ich es jetzt nicht sagen, aber grundsätzlich 
besteht ggf. auch die Gefahr der Wärmeentwicklung.
Mir sind auf dem Steckbrett nach längerem Betrieb immer wieder mal AND 
und NAND Gatter heiß geworden und sozusagen "stehen geblieben". Die 
Ausgänge haben sich dann nicht mehr verändert, egal was sich an den 
Eingängen getan hat.

Besserung brachte tatsächlich die Beschaltung der offenen Eingänge.

Insofern - ja... auch der Rest des Chips KANN beeinflusst werden.

Autor: Ach Du grüne Neune (Gast)
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Auch die Schmitt-Trigger CMOS Bausteine wie 40106, 4584 und 4093 müssen 
bei Nichtverwendung eingangsseitig auf ein festes Potential gelegt 
werden.

Früher habe ich immer geglaubt, dass man bei Schmitt-Triggern die 
Eingänge offen lassen kann, weil sie ja sowieso für analoge schwellende 
Spannungen gemacht worden sind. Das war aber ein Irrtum. Wie oben schon 
angemerkt; Stromaufnahme und Schwingneigung steigen. Manchmal sogar bis 
zur Zerstörung!

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