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1 Markus Kühne Seite Digitaltechnik

2 Markus Kühne Seite Inhaltsverzeichnis Zustände...3 UND austein ; UND Gatter...4 ODER austein ; ODER Gatter...5 NICHT austein ; NICHT Gatter (negation)...5 Nand austein ; Nand Gatter...6 NOR austein Rechenregeln mit 2 und mehr Variablen Kommulatives Gesetz ssoziatives Gesetz Distributives Gesetz De Morgansche Gesetz...13 Transistor Transistor Logik...17 Störsicherheit bei TTL...17 nwendung des Transistors...17 Nicht lineare auteile...18 Erstes Kirchoffsches Gesetz:...18 Zweites Kirchoffsches Gesetz:...18 Die Diode...19 Diode in Durchlassrichtung...19 Diode in Sperrichtung...19 Spannungsbegrenzung...20 Schwellenschalter...21 Gleichrichtung...21 rückengleichrichter...21 Die Z-Diode (Zehner Diode)...22

3 Markus Kühne Seite Zustände Es gibt zwei logische Zustände log 1 ca. 5 Volt log 0 ca. 0 Volt Eingänge Taster Sensor Signal Logik Steuer Signal Signa l usgang Motor nzeige - - Masse

4 Markus Kühne Seite UND austein ; UND Gatter Schaltzeichen: Eingänge usgänge m usgang liegt immer nur dann eine 1 an, wenn an beiden Eingängen ein 1 liegt. Werte Tabelle Q Es gibt 2 n mögliche Zustände. n nzahl der Eingänge Formel: eispiel für Zustände: Eingänge Zustände

5 Markus Kühne Seite ODER austein ; ODER Gatter Schaltzeichen: m usgang eines ODER Gatters liegt immer dann eine 1, wenn der eine ODER der andere Eingang eine 1 hat. Wenn beide Eingänge eine 1 haben, liegt am usgang eine 1. Werte Tabelle: X Formel: NICHT austein ; NICHT Gatter (negation) Schaltzeichen: Das NICHT Gatter negiert das Eingangssignal. Werte Tabelle: X Formel:

6 Markus Kühne Seite C Q C v v Nand austein ; Nand Gatter Q Schaltzeichen: Formel: m usgang liegt die negation von der Summe der Eingänge. Wird am usgang negiert, geht der Strich durch. Wird am Eingang negiert, ist der Strich über jedem Eingang. Werte Tabelle: Q

7 Markus Kühne Seite NOR austein Schaltzeichen: Formel: Q

8 Markus Kühne Seite L1 L2 L 3 1 H1 alle Lüfter aus 1 H2 33% 1 Lüfter an 1 H3 66% 2 Lüfter an H4 alle Lüfter an Formeln für Lüfter ufgabe:

9 Markus Kühne Seite H1 L1 L2 L3 H2 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 H3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 L1 L2 L3 H4 L1 L2 L3 1.1Rechenregeln mit einer Variablen 0 ODER 0 1 Q UND 0 Q

10 Markus Kühne Seite Rechenregeln mit 2 und mehr Variablen Kommulatives Gesetz Rechenregeln! 1.2.2ssoziatives Gesetz C ( ) C ( C) C ( ) C ( C)

11 Markus Kühne Seite Distributives Gesetz ( ) 1 ( ) 1 ( ) 1 ( ) Q ei X (X Y) fällt immer die Variable negation der Klammer weg X Y! Diese Regel gilt nur bei dieser Konstellation der Variablen. Nicht möglich bei X (X Z Y) wenn weitere Variablen in der Klammer stehen. ( ) (C D) ( C) ( C) ( D) ( D)

12 Markus Kühne Seite D C 1 Q C D ( ) (C D) ( C) ( C) ( D) ( D)

13 Markus Kühne Seite D C Q C D De Morgansche Gesetz 1 Q Q

14 Markus Kühne Seite Q Q

15 Markus Kühne Seite C D 1 1 Q [( D) C] [( D) ] Q D C

16 Markus Kühne Seite D C Q ( ) C C C C 1 1 Es gibt bei dem Rechnen mit Formeln immer UND ( * ) vor ODER ( + )! D.h. bei der ufgabe ( ) C sind Klammern erforderlich, da sonst das Ergebins verfälscht wird.

17 Markus Kühne Seite Transistor Transistor Logik (TTL) Störsicherheit bei TTL U 5V 2,4V 0,8V 0V logisch 1 Verbotener ereich logisch 0 In dem ereich zwischen 0 0,8 Volt liegt die logische 0. Der verbotene ereich, liegt zwischen 0,8 2,4 Volt. In diesem ereich ist kein eindeutiger Zustand vorhersehbar. Die logische 1 liegt im ereich von 2,4 5 Volt. nwendung des Transistors Transistoren werden zum einen als Schalter (Regelung, Digitaltechnik) verwendet. Zum anderen als Verstärker wie bei Radio, Zündanlage oder auch Hifi.

18 Markus Kühne Seite Nicht lineare auteile Wiederstände 2 1 R1 R2 5V R U / I 5V / 1 5? Wiederstände haben ein lineares Verhalten bezüglich Strom und Spannung- Nicht lineare auelemente für die das Ohmsche Gesetz nicht mehr gültig ist. Wenn Wiederstände in einer Schaltung sind, zusammen mit nicht linearen auelementen, so gilt selbstverständlich für diese weiterhin das Ohmsche Gesetz. Erstes Kirchoffsches Gesetz: Zweites Kirchoffsches Gesetz:

19 Markus Kühne Seite Die Diode Man nennt einen Halbleiter mit einem PN Übergang eine Halbleiterdiode, kurz Diode genannt. nschlussbezeichung: P N Schaltzeichen: Die Kathode wird durch einen Ring auf der Diode gekennzeichnet. Diode in Durchlassrichtung Rv 14 U I + - Urv Us Diode in Sperrichtung Rv 14 U I + - Urv Us

20 Markus Kühne Seite Diode in Durchlassrichtung Der Durchlassbereich der Diode liegt im ersten Quadranten des Koordinatenkreuzes. Erst ab erreichen der Schwellspannung (Diffisionsspannung, Schleusenspannung), wird die Diode leiten (d.h. es kann ein Strom fliessen). Die Schwellspanung ist von Material abhängig.si-diode: 0,7 Volt ( Silizium) Ge-Diode:0,5Volt(Germanium) Eine Diode darf nie alleine in einem Stromkreis sein. Es muß immer ein Verbraucher oder Vorwiederstand vorhanden sein, damit die Diode nicht zerstört werden kann. Diode in Sperrichtung Dioden, die in Sperrichtung betrieben werden, sperren solange bis sie zerstört werden. Die Spannung liegt bei ca. 50 Volt. Spannungsbegrenzung Rv 14 U I + - Urv D1 D2 UD1 UD2 Ug 2,1V D3 UD3

21 Markus Kühne Seite Schwellenschalter Rv 14 U I0 + - Urv UD 1 UD 2 U a 14 Erst bei ca. 1,4 Volt fließt ein Strom! Gleichrichtung rückengleichrichter

22 Markus Kühne Seite Die Z-Diode (Zehner Diode) Schaltzeichen: Die Z-Diode verhölt sich in Durchlassrichtung wie eine normale Diode (sie Steuert bei 0,7 V durch). Im Sperrbetrieb erhält die Z-Diode ihr Charakteristisches Verhalten. ei erreichen der Z-Spannung, Zener- Spannung oder Durchbruchspannung genannt stabilisiert die Z-Diode diese Spannung. Z-Dioden werden immer im Sperrbetrieb benutzt. Der Transistor Es gibt zwei Grundlegend verschiedene rten von Transistoren. Zum einen NPN- und PNP Transistoren. Schlatzeichen NPN-Transistor: Uce U cb + U be Ie Ic + Ib Ic Ib * b (Verstärkungsfaktor meistens zwischen )

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