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Thema: AND Gatter Widerstände berechnen

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    AND Gatter Widerstände berechnen

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    Hallo zusammen,
    wie der Titel bereits sagt geht meine Frage darum wie ich die benötigten Widerstände in einem AND Gatter berechne, welches aus Transistoren aufgebaut ist.

    Ich weiß dass es AND Gatter auch als Chip gibt, jedoch geht es mir darum, um die Funktionsweise anschaulich zu zeigen, die Schaltung möglichst einfach zu halten und auch keinen fertigen Chip zu verwenden.

    Im Internet habe ich für ein AND Gatter folgenden Schaltplan gefunden, sollte theoretisch ja so funktionieren ?!. Wie habe ich jedoch die Widerstände zu dimensionieren wenn ich als Transistoren BC547 verwenden möchte ?
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  2. #2
    Moderator Robotik Einstein Avatar von Kampi
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    Naja ein AND Gatter besteht ja nur aus 2 Dioden und 2 Widerstände. Die beiden Dioden schaltest du paralell zueinander und die dann in Reihe zu einem Widerstand. Und den zweiten Widerstand dann paralell zu den Dioden auf GND.
    In etwa so:


    Und da du am Ra logisch 1 haben willst machste eine Reihenschaltung mit einem Verhältniss R1/Ra = 1/4 also z.B. R1= 100 Ohm und Ra= 400 Ohm und so hast du ein einfaches AND-Gatter und damit halt logisch 1 ist müssen beide Dioden auf 5V liegen, sobald du eine auf GND legst hast du eine Paralellschaltung von der Diode zu RL und dann liegen am Ra 0,7V.

    Hoffe das Hilft dir weiter

    lg

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Zitat Zitat von Kampi
    Naja ein AND Gatter besteht ja nur aus 2 Dioden und 2 Widerstände.
    Bei der Diodenlogik, bei der TTL-Technik oder gar CMOS-Technik sieht die Situation bereits anders aus.

    Grüße
    Thomas

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Vielen Dank für die Antwort, klar kann man dass auch mit Dioden lösen, ich wollte das ganze allerdings mit Transistoren lösen, weiß jemand wie man die Widerstande hierfür berechnen kann ??

  5. #5
    Moderator Robotik Einstein Avatar von Kampi
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    Zitat Zitat von TomEdl
    Zitat Zitat von Kampi
    Naja ein AND Gatter besteht ja nur aus 2 Dioden und 2 Widerstände.
    Bei der Diodenlogik, bei der TTL-Technik oder gar CMOS-Technik sieht die Situation bereits anders aus.
    Ja das ist klar. Nur ich finde mit den beiden Dioden lässt sich die Funktion ganz einfach erklären. Und mit der Transistorlösung musste halt im Datenblatt schauen. Ich hätte noch auf einem Blatt eine AND-Version mit drei Eingängen wo die Widerstandswerte schon berechnet sind. Da kannste dann einfach nen Eingang weglassen das macht keinen Unterschied. Wenn du willst kann ich sie dir noch geben. Aber ansonsten nimmste halt einen Transistor und suchst die Werte zusammen und dann einfach Ohm´sche Gesetz.

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Naja, ohne festgesetzen möglichen Ausgangsstrom oder Eingangswiderstand wirds schwierig da was zu machen.

    Als ziemlich die Grenze für den Basistrom setze ich jetzt mal, ohne das Datenblatt angeschaut zu haben, 10mA fest.

    Damit wären dann für die Basiswiderstände:
    R = (U - Ube) / Ib
    R = (5V - 0,7V) / 0,01A
    R = 430 Ohm


    Grüße
    Thomas

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von Hubert.G
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    Ob du überhaupt Basiswiderstände brauchst, hängt von R3 ab und von der nachfolgenden Schaltung. Wenn R3 z.B. 1k ist und der Eingangswiderstand der Folgeschaltung ebenfall 1k dann brauchst du keine.
    Am Ausgang wirst du in dieser Schaltung nie mehr als 4V bekommen, es sei denn, die Basisspannung ist höher 5V.
    Grüsse Hubert
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  8. #8
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    Zitat Zitat von Hubert.G
    Ob du überhaupt Basiswiderstände brauchst, hängt von R3 ab und von der nachfolgenden Schaltung. Wenn R3 z.B. 1k ist und der Eingangswiderstand der Folgeschaltung ebenfall 1k dann brauchst du keine.
    Am Ausgang wirst du in dieser Schaltung nie mehr als 4V bekommen, es sei denn, die Basisspannung ist höher 5V.
    Aber das ist doch nie garantiert, dass der Eingangswiderstand der Folgeschaltung entsprechend ist.
    Deshalb würd ich ja auch zu einem Kollektorwiderstand von ungefähr 100Ohm raten, damit der Strom wenigstens irgendwie etwas begrenzt wird.

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Mein Ziel ist es ein möglichst eindeutiges Ausgangssignal zubekommen.
    Ich will auch maximal nur ne LED zum anzeigen Anschließen.

    Hab das ganze grad mal aufgebaut zuerst mit
    R1 = 220Ohm
    R2 = 220Ohm
    R3 = 220Ohm
    und festgestellt dass wenn ich R1 entferne immer noch ein ausreichender Strom fließt um eine LED am Ausgang zum leuchten zu bringen
    Dann hab ich R2 gegen 1kOhm ausgetauscht und siehe da funktioniert wie es soll

    kann mir jemand dieses verhalten erklären bzw. sagen wie ich das in eine Rechnung mit einbeziehen muss ?

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von Hubert.G
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    Wenn du nur eine LED anschließen willst, würde ich diese in den Kollektor des oberen Transistor gegen +5V schalten, einen 470 Ohm in Serie dazu.
    Basiswiderstände jeweils 1k und von der Basis je einen 100k als PullDown nach GND. Emitter auf GND.
    Die PullDown, damit der Transistor sicher sperrt wenn die Basis offen ist.
    Grüsse Hubert
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