Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik einen 1-fachen Inverter am besten wie aufbauen


von M. S. (ms111)


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Also ich bin bei meiner suche leider nicht auf einen 1 fach Inverter 
gestoßen und mir so nen 4 fach inverter auf die platine zu hauen find 
ich ejrlich gesagt verschwendung. Deshalb wollte ich mir den Inverter 
einfach selber realisieren. Jedoch bin ich etwas unentschlossen aif 
welche Art. Im Internet findet sich ja die bipolare variante mit einem 
transistor und 3 Widerständen (Abb1) und die CMOS Variante (Abb2) Nun 
könnte ich mir die variante aus Abb 2 doch auch aus bipolaren 
Tranistoren (einen NPN und einem PNP Transistor) aufbauen oder? Oder 
hätte ich da irgendwelche nachteile? Dahinter würde noch ein AND-Gatter 
in CMOS (4081) kommen. Kann ich das wie in Abb 3 machen oder habe ich da 
irgend welche nachteile?
Oder gibt es einen Inverter im DIP 8 gehäuse?

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von Olaf (Gast)


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Deine Probleme koennen geloest werden. Kauf dir einfach einen
TC7S04. Sowas sollte in keinem guten Haushalt fehlen.


Olaf

von Stefan F. (Gast)


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Der erste hat den Nachteil eines hohen Ausgangswiderstandes und einer 
sehr niedrigen Schwellenspannung am Eingang. Das passt nicht zu jedem 
Anwendungsfall. Dennoch ist das die von mir bevorzugte Variante.

Der zweite und dritte hat den Nachteil, zwei Transistoren zu benötigen 
und (je nach Bauteile und Versorgungsspannung) fließt ein 
Kurzschluss-Strom, wenn am Eingang kein eindeutiger High oder Low Pegel 
anliegt.

von M. S. (ms111)


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Stefan Us schrieb:
> Der erste hat den Nachteil eines hohen Ausgangswiderstandes und einer
> sehr niedrigen Schwellenspannung am Eingang. Das passt nicht zu jedem
> Anwendungsfall. Dennoch ist das die von mir bevorzugte Variante.
würd ich da Probleme kriegen mit dem 4081 UND gatter in CMOS Bauweise?
> Der zweite und dritte hat den Nachteil, zwei Transistoren zu benötigen
> und (je nach Bauteile und Versorgungsspannung) fließt ein
> Kurzschluss-Strom, wenn am Eingang kein eindeutiger High oder Low Pegel
> anliegt.
Also ich würde mich dann für das dritte entscheiden, wie ist es bei dem 
dritten? bipolare sind ja bei hochohmig nicht leitend.

von M. S. (ms111)


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Olaf schrieb:
> Deine Probleme koennen geloest werden. Kauf dir einfach einen
> TC7S04. Sowas sollte in keinem guten Haushalt fehlen.
>
>
> Olaf
Danke für den Tipp, aber wo kriege ich den? den gibt es weder bei 
reichelt noch bei conrad :S

Zur Not gänge der auch noch oder? ist das günstigste was man an Inverter 
ICs kriegt.
http://www.reichelt.de/MOS-4007/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=12535&artnr=MOS+4007&SEARCH=inverter

: Bearbeitet durch User
von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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von M. S. (ms111)


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Magnus M. schrieb:
> Du kannst auch einen DTC114 beim Conrad kaufen. Ausgangsseitig nur noch
> einen PullUp dran und fertig.
>
> 
http://www.conrad.de/ce/de/product/140521/Transistor-bipolar-ROHM-Semiconductor-DTC114EMT2L-NPN-Gehaeuseart-VMT3-IC-100-mA-Emitter-Sperrspannung-UCEO-50-V?ref=searchDetail
das ist ne art transistor mit einem eingebauten inverter richtig? :)

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Malte S. schrieb:
> das ist ne art transistor mit einem eingebauten inverter richtig? :)

Nein, das ist ein Transistor mit eingebautem Spannungsteiler zwischen 
"IN", Basis und Emitter ("GND").

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Zur Verdeutlichung: siehe Anhang.

von Horst S. (Gast)


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Einfachster Weg: Kleinsignal-FET (z.B. BS170) mit 10k-Pull-Up.
(relativiert auf praktische Umsetzung im unteren MHz-Bereich für die 
Faulen, die keine Lust haben, den Vorwiderstand an der Basis 
einzulöten).

(Ich weiß, ist Perlen vor die Säue)

von M. S. (ms111)


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Magnus M. schrieb:
> Zur Verdeutlichung: siehe Anhang.

achsoo okay ich verstehe :) aber es wirkt praktisch wie einer, bzw es 
verhält sich wie einer wenn ich das richtig sehe oder?

von M. S. (ms111)


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Horst S. schrieb:
> Einfachster Weg: Kleinsignal-FET (z.B. BS170) mit 10k-Pull-Up.
> (relativiert auf praktische Umsetzung im unteren MHz-Bereich für die
> Faulen, die keine Lust haben, den Vorwiderstand an der Basis
> einzulöten).
>
> (Ich weiß, ist Perlen vor die Säue)
den habe ich sogar da ich werd es gleich mal probieren :)

von Klaus (Gast)


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Malte S. schrieb:
> Oder
> hätte ich da irgendwelche nachteile? Dahinter würde noch ein AND-Gatter
> in CMOS (4081) kommen.

Wenn man sowieso mehrere Gatter braucht, dann baut man seine ganze 
Schaltung aus Gattern. Statt (vierfach) AND z.B. ein vierfach NAND. Das 
gibt dann einen Inverter, ein NAND mit einem Inverter (also ein AND) und 
es bleibt noch ein NAND übrig.

So oder ähnlich wurden früher ganze Bretter mit Logic gebaut ohne 
irgendein Transistorkrampf

MfG Klaus

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Malte S. schrieb:
> achsoo okay ich verstehe :) aber es wirkt praktisch wie einer, bzw es
> verhält sich wie einer wenn ich das richtig sehe oder?

Sicher. Sonst hätte ich ihn ja nicht vorgeschlagen.

von Stefan F. (Gast)


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>  bipolare sind ja bei hochohmig nicht leitend.

Falsch. Die dritte Schaltung wird beide Transistoren von durchsteuern, 
wenn der Eingang offen ist oder seine Spannung weiter als 0,7V von VCC 
oder GND entfernt ist.

Schau Dir mal den Pfad an von VCC durch den oberen Transistor, durch die 
beiden Widerstände und dann durch den unteren Transistor zu GND. Beide 
Transistoren werden einschalten und somit einen Kurzschluss machen.

Das größte Problem an der Schaltung ist: Ein Wechsel von Low nach High 
(und zurück) kann nicht Sprunghaft stattfinden. Selbst wenn du an den 
Eingang ein auberes Logiksignal anlegst, wird beim Wechsel des Pegel für 
eine gewisse Zeit lang ein ungültiges Signal anliegen (Üngültig = alles 
zwischen 0,7V und (VCC-0,7V)). In dieser Zeit wirst du einen Kurzschluss 
haben.

Das gleiche Problem wirst du auch bei der zweiten Schaltung haben, 
sofern die Schwellenspannung der beiden MOSFETS zusammen gerechnet 
geringer ist, als die Spannungsversorgung. Bei 5V musst du zwei MOSFETS 
mit mehr als 2,5V Schwellenspannung verwenden. Leider ist die 
Schwellenspannung im Datenblatt meist nicht eindeutig genug angegeben. 
Oft wird nur ein maximale Wert angegeben, für diese Schaltung ist jedoch 
der minimale Wert der wichtigere.

Ob die erste Schaltung geeignet ist, hängt davon ab, welche Spannung die 
Quellem bei LOW Pegel ausgibt (muss deutlich unter 0,7V sein) und wie 
hoch die Widerstaände sind und wie hoch der Laststrom und die 
Lastkapazitäten sind und wie hoch die zu schaltende Frequenz ist und wie 
lange die notwendigen Hold Zeiten der Last sind.

Oder kurz geasgt: Mit den wenigen Angaben, die du gemacht hast, kann man 
deine Frage nicht beantworten.

von Olaf (Gast)


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> aber es wirkt praktisch wie einer, bzw es
> verhält sich wie einer wenn ich das richtig sehe oder?

Ist ein Inverter mit Openkollektor Ausgang. .-)

Ich wunder mich im uebrigen immer das man die Digitaltransistoren in 
Japan in jedem ELektronikgeschaeft kaufen kann, bei uns sind sie aber 
weitestgehend unbekannt. Irgendwie hat Elektor da noch einen 
Bildungsauftrag. :-D

Olaf

von Stefan F. (Gast)


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> Einfachster Weg: Kleinsignal-FET (z.B. BS170) mit 10k-Pull-Up.

Diese Schaltung hat wie die erste von ganz obene ebenfalls einen hohen 
Ausgangswiderstand, der je nach Anwendung stören kann.

Vorteilhaft ist hingegen die höhere Schaltschwelle. Der NPN Transistor 
hat etwa 0,7 Volt, der BS170 hat (stark Temperaturabhängig) um 1 Volt.

von Stefan F. (Gast)


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Wenn du deinen Anwendungsfall (mit Schaltplan) beschreibst, könnne wir 
Dir sicher eine sinnvolle Lösung nennen.

von M. S. (ms111)


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Beitrag "Ideen für verbesserung der Schaltung"
Es geht um die schaltung in dem thread, allerding anstelle der vier 
inverter einen gemeinsamen.

@ Klaus:
Jaa über NAND gatter habe ich bereits nachgedacht, jedoch kriege ich da 
das problem das dort ja beide eingänge invertiert sind.

@ magnus: ja ich werde die nächsten tage mal zu conrad gehen und mir 
welche bestellen :) danke für den tipp.

@ Stefan US:
Achso okay, ja daran habe ich nicht gedacht. Es handelt sich bei der 
schaltung um die im nachbarthread, nur das ich dort nur einen  anstelle 
der vier inverter benutze.

von Horst S. (Gast)


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Jo, hochohmig isser. War das relevant?

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Malte S. schrieb:
> Beitrag "Ideen für verbesserung der Schaltung"
> Es geht um die schaltung in dem thread, allerding anstelle der vier
> inverter einen gemeinsamen.

Spar dir alle vier Inverter und lege die Eingänge der AND Gatter auf 
einen freien Ausgang des '595.

von Klaus (Gast)


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Malte S. schrieb:
> @ Klaus:
> Jaa über NAND gatter habe ich bereits nachgedacht, jedoch kriege ich da
> das problem das dort ja beide eingänge invertiert sind.

Eigentlich nicht, der Ausgang ist invertiert. Obwohl, ist das nicht 
eigentlich das Gleiche?

Ich hab das früher so gemacht: die Wahrheitstafel für meine Funktion 
aufgestellt und versucht, sie mit möglichst wenig Bausteinen zu 
realisieren. Als Hilfe gab es die De Morganschen Regeln und so Sätze 
wie:

> Beachten wir noch die Aussage, dass sich doppelte Negationen aufheben,
> dann können wir jede beliebige logische Funktion nur aus NAND-Gattern
> aufbauen.

http://de.wikibooks.org/wiki/Digitale_Schaltungstechnik/_Schaltalgebra/_De_Morgan

MfG Klaus

von M. S. (ms111)


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Magnus M. schrieb:
> Malte S. schrieb:
>> Beitrag "Ideen für verbesserung der Schaltung"
>> Es geht um die schaltung in dem thread, allerding anstelle der vier
>> inverter einen gemeinsamen.
>
> Spar dir alle vier Inverter und lege die Eingänge der AND Gatter auf
> einen freien Ausgang des '595.
Ja das Problem ist die werden möglicherweise später noch benötigt.

von (prx) A. K. (prx)


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Wer es sich bei der Bevorratung von Logik einfach machen will, der legt 
sich CD4572 auf Lager. Damit geht fast alles, weil 4xINV,1xNAND,1xNOR.

: Bearbeitet durch User
von Frank K. (fchk)


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Malte S. schrieb:

> Oder gibt es einen Inverter im DIP 8 gehäuse?

74AHC1G04

http://www.nxp.com/documents/data_sheet/74AHC_AHCT1G04.pdf

gibts auch in LVC.

Falls Du öfter Single Gates brauchst, aber nicht so viele Typen auf 
Lager haben willst:

http://www.nxp.com/documents/data_sheet/74LVC1G98.pdf
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/74LVC1G99.pdf

fchk

von Jürgen H. (heidi02)


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Frank K. schrieb:
> Falls Du öfter Single Gates brauchst, aber nicht so viele Typen auf
> Lager haben willst:
>
> http://www.nxp.com/documents/data_sheet/74LVC1G98.pdf
> http://www.nxp.com/documents/data_sheet/74LVC1G99.pdf

Die sind ja echt genial !!

von Günter Lenz (Gast)


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Wenn du den 4081 benutzt, kannst du doch in dieser
IC-Familie bleiben, da gibt es doch jede Menge
verschiedener Logig ICs. Die kannst du dann Problemlos
zusammenschalten. Als Inverter kannst du zum Beispiel
CD4001, CD4011, CD4093 ode CD4069 verwenden

von M. S. (ms111)


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Günter Lenz schrieb:
> Wenn du den 4081 benutzt, kannst du doch in dieser
> IC-Familie bleiben, da gibt es doch jede Menge
> verschiedener Logig ICs. Die kannst du dann Problemlos
> zusammenschalten. Als Inverter kannst du zum Beispiel
> CD4001, CD4011, CD4093 ode CD4069 verwenden
Ohman ja stimmt ja wenn man beide ausgänge der NANDs oder NORs 
zusammenschaltet hat man ja nen inverter.
Wie ist es mit dem CD4007? der hat ja einen inverter drin und 2 CMOS 
Paare, welche ich jedoch nicht brauche. Kann ich den nehmen? Das müsste 
gehen oder?

von (prx) A. K. (prx)


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Ja, der geht auch.

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