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Fragen zur Computertechnik

130 Beiträge, Schlüsselwörter: Technik

Fragen zur Computertechnik

15.12.2010 um 00:50
@OpenEyes

0,0,0,0 Trivial: A AND NOT A
0,0,0,1 AND
0,0,1,0 A AND NOT B
0,0,1,1 A
0,1,0,0 B AND NOT A
0,1,0,1 B
0,1,1,0 XOR
0,1,1,1 OR
1,0,0,0 NOR
1,0,0,1 NOT XOR (ÄQUIVALENT)
1,0,1,0 NOT B
1,0,1,1 A OR NOT B
1,1,0,0 NOT A
1,1,0,1 NOT A OR B
1,1,1,0 NAND
1,1,1,1 Trivial: ( A OR NOT A) A oder nicht A

wenn
A,B
0,0,1
0,1,2
1,0,3
1,1,4


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OpenEyes
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Fragen zur Computertechnik

15.12.2010 um 09:50
@interpreter
Super :)

@WyattGillette
@Lufton
@libertarian

Jetz haben wir die lustige Situation, genau umgekehrt wie in der Schule:
Schule: ein Lehrer und eine Menge Schüler
Hier: ein Schüler und eine Menge Lehrer
Auf gute Zusammenarbeit, Kollegen :)

Speziell für Digimon:
MOSFETS sind zumindest im Grundprinzip leicht zu verstehen und mehr als die Grundlagen musst Du für Digital - Anwendungen eigentlich nicht wissen.
Ich lasse jetzt mal Besonderheiten weg und konzentriere mich auf das Wesentliche. Die Beschreibung ist daher naturgemäß unvollständiger. Elektroniker mögen mir verzeihen, dass ich etwa das Substrat weglasse. Ich denke, für eine Art "Blachbox - Verständnis ist es nicht unbedingt nötig.

In der Digitaltechnik wird ein MOSFET fast immer als spannungsgesteuerter Schalter eingesetzt.
Wie schaut nun so ein MOSFET aus?

Eigentlich recht einfach
Er besteht aus einem winzigen Siliziumplättchen mit speziellen Anschlüssen an zwei gegenüberliegenden Seiten. Auf dem Siliziumplättchen befindet sich eine unglaublich dünne isolierende Metalloxidschichte und darauf dann ein ebenfalls unglaublich dünnes Metallplättchen das ebenfalls mit einem Anschluss verbunden ist.

Die beiden Anschlüsse am Siliziumplättchen heißen "Source" und "Drain" und über sie fließt der Strom welcher geschaltet werden soll.
Der Anschluss am Metallplättchen heißt "Gate" und über diesen Anschluss wird der Strom eingeschaltet oder ausgeschaltet.
Der Teil des Siliziumplättchens zwischen Source und Drain ist der sogenannte "Channel".
dieser Channel kann ein "P-Channel" sein, in einem P-Channel sorgen positive Ladungsträger für die Leitfähigkeit oder ein "N-Channel", bei dem sind negative Ladungsträger die Ursache für die Leitfähigkeit

Bei den in der Digitaltechnik vorwiegend verwendeten "Enhancement" - Typen ist dieser Channel gesperrt, also ausgeschaltet wenn der Gateanschluss und der Sourceanschluss gleiches Potential haben (z.B. +5 Volt für P-Channel Typen oder 0 Volt für N-Channel Typen

Du wirst es wahrscheinlich schon erraten haben: P-Channel MOSFETs hängen mit dem Sourceanschluss auf einer positiven Spannung und das Gate muss gegen diese Spannung negativ werden damit der Channel leitend wird, bei N-Channel Typen ist es genau umgekehrt.
In dem Prinzip - Schaltplan den ich gepostet habe sind die MOSFETS P-Channel Enhancement Typen

Wenn sich nun die Spannung am Gateanschluss in Richtung der Spannung am Drainanschluss nähert wird der Channel leitend, also eingeschaltet, und zwar sehr schnell.

Gates mit MOSFETS funktionieren recht ähnlich wie ZUSEs Z3, die mit Relais aufgebaut war. Man kann sich den Channel als Relaiskontakt und das Gate als die Relaisspule vorstellen.
Ist aber ein recht bildhafter Vergleich.

So, ich muss jetzt weg, nachmittag schau ich wieder herein :)


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OpenEyes
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Fragen zur Computertechnik

15.12.2010 um 09:52
@libertarian

Wiki hat einen sehr guten und recht vollständigen Artikel über MOSFETs


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libertarian
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Fragen zur Computertechnik

15.12.2010 um 17:47
@OpenEyes
Ok... ich komme mit.


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OpenEyes
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Fragen zur Computertechnik

15.12.2010 um 17:57
@libertarian
libertarian schrieb:Ok... ich komme mit.
Wunderbar. Dan werde ich Dir morgen früh (ich muss unbedingt eine Mütze Schlaf kriegen,hab nur 5 Stunden geschlafen und bin seit 4 Uhr früh auf) eine Erklärung posten wie ein FlipFlop (im Prinzip ein Speicher für ein Bit) und ein einfacher Adder für 2 Bits funktionieren. das heisst wie man Binärzahlen speichern und zusammenzählen kann.

Nur eines vorab: Ein FlipFlop kann man aus 2 NAND - Gates zusammensetzen, für einen Adder braucht man XOR (lässt sich ebenfalls mit NAND - Gates aufbauen), NAND - Gates und Inverter.
Ich zeichne dazu gleich morgen früh einen Schaltplan mit den Symbolen, die @WyattGillette auf Seite 2 hereingestellt hat.


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libertarian
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Fragen zur Computertechnik

15.12.2010 um 18:00
@OpenEyes
alles klar ...


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15.12.2010 um 18:49
Oha, SRAM. Jetzt wirds interessant.


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Fragen zur Computertechnik

15.12.2010 um 18:55
@OpenEyes

Ach ich find du machst das recht gut, brauchst uns doch gar nicht :D
Die Digitaltechnik an sich ist nicht so mein Fachgebiet...


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OpenEyes
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Fragen zur Computertechnik

15.12.2010 um 19:06
@Fennek
Fennek schrieb:Oha, SRAM. Jetzt wirds interessant.
Wart's ab.Nach mehr als 40 Jahren in dem Geschäft habe ich noch einiges auf Lager :)

Übrigens an alle die posten und/oder mitlesen:

Ich bin alles andere als unfehlbar und wenn jemand in meinen Erklärungen einen Fehler findet oder etwas besser oder anders erklären kann - nur zu.

Ziel des Thread ist es, @libertarian so gut wie möglich Grundwissen in Digitaltechnik zu vermitteln. Wenn jeder von uns dabei etwas lernt ist das der beste positive Nebeneffekt den man sich nur wünschen kann


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Lufton
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15.12.2010 um 20:09
@OpenEyes
Cooperation statt Konfrontation... du machst ja Sachen hier auf Allmy... ;)
Mach weiter so, eins drauf mit Sternchen! :D


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15.12.2010 um 20:11
@OpenEyes

Mich würde hauptsächlich interessieren wie du Kippstufen mit FETs aufbaust. Ich hab das noch mit bipolaren Transistoren gelernt oder kann mich zumindest nur daran erinnern.


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OpenEyes
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15.12.2010 um 20:28
@interpreter

Meinst Du mit Kippstufen jetzt FlipFlops oder Schmitt - Trigger?

Antworten morgen - ich muss jetzt wirklich in die Falle


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15.12.2010 um 20:31
@OpenEyes

Ich meine Kippstufen für Schmittrigger habe ich ein Schaltbild gefunden.


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Fragen zur Computertechnik

15.12.2010 um 20:38
@interpreter


Astabile Kippstufe mit N-Kanal MOSFETS:

bp9gr1bpa0an9hkn8


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15.12.2010 um 20:46
@WyattGillette

hmm... Danke

Irgendwie sieht das Schaltbild mit den bipolaren Transistoren ... naja... schöner aus.

it68609,1292442378,220px-Transistor Multivibrator.svg


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Fragen zur Computertechnik

15.12.2010 um 20:58
@interpreter

Find ich auch ;)
Die beiden Schaltungen funktionieren ähnlich. Beide haben am Ausgang eine Rechteckspannung. Mit der MOSFET-Schaltung koennen jedoch hoehere Frequenzen erreicht werden, als mit den bipolaren Transistoren.


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Fragen zur Computertechnik

15.12.2010 um 21:06
@WyattGillette

Na wenn die mit höheren Frequenzen schalten, ist wohl das Argument mit der Schönheit sekundär... blöde Pragmatiker :D


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15.12.2010 um 21:35
http://www.spicelab.de/astab_discretes.htm

Hier noch die Simulation


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OpenEyes
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16.12.2010 um 04:50
@WyattGillette
@interpreter

Die astabile Kippstufe (Multivibrator) kann man leicht zu einem FliFlop ändern:

C1, C2, C3 weglassen
R2 an den Drain von NMos2 und R3 an den Drain von NMos1
Für NMos1 und NMos2 Enhancement - Typen wählen

Mit Depletion - Typen geht's auch, dann müssen R5 und R6 an eine negative Hilfsspannung statt auf Ground gelegt werden.

Und einen Singleshot (monostabile Kippstufe) hast Du, wenn Du eine Seite vom FlipFlop und die andere vom Multivibrator nimmst.


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16.12.2010 um 08:11
@libertarian

Hast du schon rausgefunden wie Transistoren funktionieren??
Wenn ja, sollten die Gatter kein Problem sein.


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