Hallo, der Betreff sagt eigentlich schon alles. Also würde gerne zum Beispiel erfahren, wie man eine OR-, NOT oder AND-Gatter in der Praxis realisiert mit Transistoren? Vielen Dank
@ Max (Gast) >der Betreff sagt eigentlich schon alles. Also würde gerne zum Beispiel >erfahren, wie man eine OR-, NOT oder AND-Gatter in der Praxis realisiert >mit Transistoren? http://de.wikipedia.org/wiki/Transistor-Transistor-Logik MFG Falk
http://en.wikipedia.org/wiki/NAND_gate wenn dir dann noch bewusst ist das man aus aus nand, alles andere zusammen basteln kann, kriegst du auch den rest hin (das gleiche gilt für NOR) ob das allerdings sinnvoll ist, seine gatter aus transistoren selbst zusammen zu basteln, sei mal dahingestellt.
>in der Praxis realisiert mit Transistoren?
Eher gar nicht (mehr).
Heute greift man zum IC oder zum uC.
@Fabian Nun sei doch nicht so gemein. @Max Hier findest du alles was du brauchst. www.gidf.de
Neben Multi-Emitter Transistoren kann man aber auch mehrere Transistoren in Serie (AND) und mehrere Transistoren parallel (ODER) verwenden. Wird in dieser Art und Weise bei CML (Current Mode Logic - schnelle Stromschalter für mehrere GHz) Logik verwendet.
Ist Google kaputt? Ich hatte nur selten mit Digitaltechnik zu tun, aber wenn ich mir eine simple Logik (on-chip) bauen musste, dann so: AND: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cmos_and.svg?uselang=de OR: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cmos_or.svg?uselang=de Inverter: http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:CMOS_inverter_%28enhancement%29_DE.svg
@Max Siehe Anhang mfg Ottmar
Normalerweise ist es natürlich weniger üblich, Logik diskret aufzubauen, aber unabhängig davon fiel mir gerade eine "Schaltung" aus einem 80er Jahre Elektor-Buch "300 Schaltungen" ein: "UND-Gatter ohne Speisespannung"
1 | >--+----+ |
2 | R R |
3 | | | |
4 | | +----> |
5 | +--|< NPN |
6 | | E |
7 | >-------+ |
Beide Rs sind 5K6 :-D Im Ernst: Es ist natürlich nicht verkehrt, sich über die möglichen Implementierungen der Logik Gatter Gedanken zu machen, weil z.B. Bussysteme wie I2C über einen Pullup und die Devices NAND-Logik erzeugen/benutzen.
Bau einfach das Innenleben von 74er TTL IC's mit Transistoren nach. Das Schaltbild der TTL Logikgatter ist ja im jeweiligen Datenblatt drin.
>Bau einfach das Innenleben von 74er TTL IC's mit Transistoren nach
Aha.
Wie lautet bitte die Bestellbezeichnung (bevorzugt Reichelt, Conrad) für
den Multiemitter-Transistor mit 10 Anschlüssen, ich will ein 7430
nachbauen ?
Erich schrieb: > Wie lautet bitte die Bestellbezeichnung (bevorzugt Reichelt, Conrad) für > den Multiemitter-Transistor mit 10 Anschlüssen, ich will ein 7430 > nachbauen ? Du kannst dazu einfach 10 Transistoren parallel schalten (nur die Kollektoren und Basen natürlich). No big deal.
Angehängte Dateien:
-
7430.GIF
6 KB
Erich schrieb: > Wie lautet bitte die Bestellbezeichnung (bevorzugt Reichelt, Conrad) für > den Multiemitter-Transistor mit 10 Anschlüssen, ich will ein 7430 > nachbauen ? Basteltüte
@Max: Mit RTL-Logik flog man 1969 schon zum Mond. Apollo Guidance Computer. Man bevorzugte dort 3-Input-NOR-Gates, die sehr einfach aus 3 NPN-Transistoren und 4 Widerständen bestehen, wobei man mit diesen Baugruppen dann alle logischen Verknüpfungen gestalten kann. OK, diese Teile glänzten noch nicht besonders mit geringem Energieverbrauch und Schaltgeschwindigkeit. Aber sie funktionierten. Und wenn man mal keinen Logikbaustein hat, kann man ein einzelnes NAND- oder NOR-Gate auch heute schnell mit 2 Transistoren und 3 Widerständen gestalten. Der 4007 ist auch so ein seltener Baustein aus der CMOS-4000-Serie. Er beinhaltet keine fertigen Gatter, aber hat einzelne MOSFET-Transistoren, die man zu verschiedenen Gatterarten verschalten kann. Ich glaube, für ein einzelnes Transmission-Gate reicht er auch noch eben so. In Schaltungen eingesetzt gesehen habe ich ihn nie, aber man konnte ihn kaufen, war also verbreitet, ich hab nämlich einen. Wikipedia hat eine Beschreibung der diversen Logikfamilien, und den inneren Aufbau. Von RTL bis weiß der Kuckuck, was gerade in ist. nichtangemeldeterag999 schrieb: > "UND-Gatter ohne Speisespannung" Nicht schlecht. Oder ein ODER-Gatter ganz ohne Transistor, nur mit 2 Dioden und Widerstand. Fiel mir gerade so spontan ein. Es hat natürlich seine Macken, z.B. nicht ausreichend Energie, keine Verstärkung. Nur leider lassen sich mit den nicht invertierenden Gattern nicht alle Logikverknüpfungen bilden.
Wie man nur aus einzelnen Transistoren und Widerständen der leistungsstärksten Computer seiner Zeit aufbaut, inkl. Gatteraufbau und etlichen Schaltbildern (mit allerdings ungewohnter Symbolik): http://bitsavers.informatik.uni-stuttgart.de/pdf/cdc/cyber/books/DesignOfAComputer_CDC6600.pdf http://www.computerhistory.org/revolution/digital-logic/12/329/1426
oder so: CMOS-Gatter + Schaltplan + layout http://www.vlsitechnology.org/html/cells/wsclib013/lib_gif_index.html http://www.hpc.msstate.edu/mpl/distributions/scmos/scmos_doc/index.html
A. K. schrieb: > Wie man nur aus einzelnen Transistoren und Widerständen der > leistungsstärksten Computer seiner Zeit aufbaut... http://bitsavers.informatik.uni-stuttgart.de/pdf/cdc/cyber/books/DesignOfAComputer_CDC6600.pdf Danke für den Tipp. Auf Seite 20 (PDF S.31) steht folgendes: >> Figure 10 shows the improvment in reliability of transistors during >> the ten-year interval 1954 to 1964. According to this curve, the >> failure rate is approaching a limit value of 4 x 10^-9 failures per >> hour, or a more familiar figuree of 0,0004 percent per 1000 hours. >> >> Since the entire 6600 Computer contains approximately 400,000 >> transistors, the system mean free time between failure due to the >> transistor is over 2000 hours. Heutige CPUs haben etwa 1 Milliarde (10^9) Transistoren, bei einer angenommen Fehlerrate von 10^-9 / h ergibt sich somit ein Fehler pro Stunde. Warum fallen diese Fehler in der Regel nicht auf?
Vielleicht ist deine Annahme von 10^-9 / h nicht korrekt?
Alexander Schmidt schrieb: > Auf Seite 20 (PDF S.31) steht folgendes: >>> Figure 10 shows the improvment in reliability of transistors during >>> the ten-year interval 1954 to 1964. According to this curve, the >>> failure rate is approaching a limit value of 4 x 10^-9 failures per >>> hour, or a more familiar figuree of 0,0004 percent per 1000 hours. > Heutige CPUs haben etwa 1 Milliarde (10^9) Transistoren, bei einer > angenommen Fehlerrate von 10^-9 / h ergibt sich somit ein Fehler pro > Stunde. Warum fallen diese Fehler in der Regel nicht auf? Weil die 1E-9 für Transistoren von 1964 gelten. Außerdem für das Gesamtkunstwerk aus Transistor-Kristall, Kontaktierung desselben, Verkapselung (1964 = Germanium = empfindlich schon auf Luftfeuchte) und am Ende vermutlich noch inclusive der Zuverlässigkeit der 3 Lötstellen auf der Platine. Technologisch hat sich da einiges getan. Einige der Fehler-Faktoren fallen ganz weg. Und ganz allgemein hat sich die Zuverlässigkeit der Bauteile auch deutlich erhöht in den letzten 60 Jahren. XL
Max schrieb: > der Betreff sagt eigentlich schon alles. Also würde gerne zum Beispiel > erfahren, wie man eine OR-, NOT oder AND-Gatter in der Praxis realisiert > mit Transistoren? In der Praxis kauft man das heute im Ganzen. Aber gerade die Innenschaltung von CMOS-Gattern ist ja eher einfach. Siehe z.B. http://en.wikipedia.org/wiki/CMOS für ein NAND. Als man Logik noch richtig "zu Fuß" aufgebaut hat, war die Basis meist der 1-Transistor-Inverter. Für logische Verknüpfung dann entweder Widerstände (was zur Widerstand-Transistor-Logik führt: -> RTL) oder Dioden (-> DTL). Weil du spezifisch "mit Transistoren" schreibst: in den späten 70ern bis 80ern war I²L = "integrated injector logic" mal eine ganze Weile sehr beliebt. Basisschaltung ist auch da der 1-Transistor-Inverter, aber mit offenem Kollektor. Grundschaltung:
1 | Vcc |
2 | | |
3 | R |
4 | | ___ Out |
5 | In ---*--|< |
6 | | |
7 | GND |
Der Widerstand injiziert (daher: injector) einen Basisstrom. Der offene Eingang sieht H, der Ausgang geht auf L. Durch die Wahl des Widerstands kann man Stromaufnahme und Geschwindigkeit in Grenzen gegeneinander abwägen. Praktisch hat man das auch eher als Stromquelle realisiert, quasi als Stromspiegel mit gaaaanz vielen Ausgängen. Vcc kann klein sein, nur um ca. 1V. In damals typischen 5V-Systemen hat man dann gern auch mehrere "Ebenen" I²L in einem Chip "übereinander" betrieben. An den Ein- und Ausgängen eines I²L ICs braucht man ja sowieso Pegelumsetzer, die können das dann gleich mit erledigen. Logische Verknüpfungen realisiert man bei I²L am Ausgang: weil die Ausgänge open-collector sind, kann man sie ja beliebig zusammenschalten. Das einfachste Gatter in I²L ist ein NOR, bestehend aus sovielen Transistoren wie Eingänge, deren Kollektoren alle zusammengeschaltet sind. Ich habe in der Bastelkiste noch diverse IC in I²L: - D346: ein 7447 (BCD-7-Segment Decoder) mit kaum Stromverbrauch und Konstantstrom-Ausgängen - E355: ein Oszillator vom 555 Typ mit nachgeschalteter Teilerkette und etwas Steuerlogik. Prima als Eieruhr/Platinen-Belichtungszeitgeber etc. - PSB8591: gerade letzens gefunden. Das ist ein DTMF-Generator von Siemens. XL
Axel Schwenke schrieb: > Technologisch hat sich da einiges getan. Einige der Fehler-Faktoren > fallen ganz weg. Und ganz allgemein hat sich die Zuverlässigkeit der > Bauteile auch deutlich erhöht in den letzten 60 Jahren. Vor allem war Germanium schon sehr viel anfälliger als Silizium, weil die Oberfläche nicht mit Oxid passiviert werden konnte, wie man es bei Si mit SiO2 macht. Auf Zeit diffundieren da allerhand Fremdatome ein, aus der Luft oder aus den umgebenden Materialien. Das ändert dann die Betriebsparameter. Dann sind wohl auch die Diffusionsgeschwindigkeiten bei niedrigen Temperaturen höher, Ausdiffundieren der Zonen, aber das müßte ich detailliert mal nachschauen. Die Ausfälle kann ich sogar selbst beobachten, habe hier noch ein paar Ge-Transistoren von ungefähr 1960 liegen. Teils mit Glasgehäuse wie die Ge-Spitzendioden, teils aber auch mit Blechgehäuse. Ja, und der eine oder andere leitet bereits ganz von alleine, so daß ich sagen kann, er hat die Transistorfunktion vollständig verloren. Einfach über Jahrzehnte nur durch Herumliegen in der Bastelkiste. Alleine mit der Planar-Epitaxialtechnik erreichte man wohl schon einiges, die ganz alten Exemplare waren ja noch hergestellt wie die Spitzendioden, bzw. aufgelötete Perlen für Emitter und Kollektor.
Axel Schwenke schrieb: > Weil die 1E-9 für Transistoren von 1964 gelten. Außerdem für das > Gesamtkunstwerk aus Transistor-Kristall, Kontaktierung desselben, > Verkapselung (1964 = Germanium = empfindlich schon auf Luftfeuchte) und > am Ende vermutlich noch inclusive der Zuverlässigkeit der 3 Lötstellen > auf der Platine. Die 10^-9 / h waren natürlich ein Schuss ins Blaue. Wenn man sich die Zeitreihe bis 1964 ansieht, dann schaut es so aus, als ob der Grenzwert bei 10^-9 liegt. Aber da sich die Strukturgröße massiv verkleinert hat, glaube ich nicht, dass die Fehlerrate noch sehr deutlich gesunken ist. Gibt es dazu irgendwo Zahlen?
Max schrieb: > wie man eine OR-, NOT oder AND-Gatter in der Praxis realisiert > mit Transistoren? Ich hatte mit damals als Student die Triggerlogik und den Sägezahn-Generator für meinen selbstgebauten Oszi aus DTL gebaut, weil es davon Unmengen als ausgemusterte Lagerbestände in den Bastel-Läden gab. Das waren äußerlich kleine Alu-quader mit unterschiedlicher Länge im 2.54 mm Raster. Anschlüsse in einer Reihe (SIL). Im wesentlichen war dort eine Keramikplatte drin mit aufgedruckten Leiterzügen, wo ein Transistor, 2 oder 3 Widerstände (als Kohle-Siebdruck direkt auf der Platte) und eine Mehrfach-Diode draufsaß. Waren alles NOR-Schaltkreise, aus denen man dann Flipflops und eben alles andere gebaut hat. Prinzip: mehrere Dioden gehen auf einen Vorwiderstand und der zur Basis des Transistors. Kollektor per Widerstand gegen VCC. Wenn nun einer der Eingänge auf hi lag, dann bekam der Transistor Basisstrom und der Ausgang ging auf low. Ach ja, der Oszi hatte ne Grenzfrequenz von ca. 4 MHz und massive Probleme mit magnetischen Netzbrumm. Aber dafür hatte die DTL ausgereicht. W.S.
W.S. schrieb: > Max schrieb: >> wie man eine OR-, NOT oder AND-Gatter in der Praxis realisiert >> mit Transistoren? > Ich hatte mit damals als Student die Triggerlogik und den > Sägezahn-Generator für meinen selbstgebauten Oszi aus DTL gebaut, weil > es davon Unmengen als ausgemusterte Lagerbestände in den Bastel-Läden > gab. Das waren äußerlich kleine Alu-quader mit unterschiedlicher Länge > im 2.54 mm Raster. Anschlüsse in einer Reihe (SIL). KME3 XL
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