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Logik Ausgänge

Für die äußere Beschaltung von Logik-ICs ist es wichtig wie die Ausgangsstufen aufgebaut sind. Die verschiedenen Typen zeigen Unterschiede hinsichtlich der Treiberfähigkeit und bei der Frage, ob und wie sie miteinander verbunden werden können. Während man bei der Verwendung von Standard-ICs der 74xx-Reihe darauf angewiesen ist, die gegebenen Ausgangsstufen zu verwenden, kann man sie bei Microcontrollern oder programmierbaren Logikbausteinen meist zur Lauf- oder zur Entwurfszeit umschalten.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Ausgangsstufen_Logik-ICs

Baustelle erstmal lose Blatt-Sammlung

Push Pull

Nachteile:

  • Push-Pull hat einen entscheidenden Nachteil! Verbindet man zwei Push-pull-Ausgänge, kommt es in der Praxis zur Zerstörung des Ausgangs und schlimmstenfalls des ganzen Chips. Denn sobald der eine Ausgang auf High schaltet und der andere auf Low, fließt ein Strom zwischen der Versorgung und Masse, der nur durch den sehr geringen Widerstand in der Kollektor-Emitter-Strecke bzw. Drain-Source-Strecke begrenzt wird. Diese hohen Ströme führen zur Zerstörung der Ausgangstransistoren durch Überhitzung. Sollen mehrere Ausgänge zu einem Bus verbunden werden, wird ein Tristate Ausgang benötigt.

Tristate

Als Tri-State werden digitale Schaltungselemente bezeichnet, deren Ausgänge nicht wie üblich nur zwei (0 und 1), sondern zusätzlich noch einen dritten Zustand annehmen können, der mit „Z“ oder auch mit „high impedance“ (hochohmig) bezeichnet wird.

Durch Tri-States ist es möglich, die Ausgänge mehrerer Bauelemente zusammenzuschalten, ohne dass es zu Kurzschlüssen, einer Überlagerung oder einer Wired-AND- oder Wired-OR-Verknüpfung kommt, z. B. bei Datenbussen. Verglichen mit den Wired-And- und Wired-Or-Verknüpfungen ist die Tristate-Technologie deutlich schneller, da die Tristate-Technologie jeweils einen eigenen Schalttransistor zum Umschalten des Ausgangs auf den L-Pegel und auf den H-Pegel besitzt.

Open Collector

Der Open-Collector-Ausgang (OC) (zu deutsch „offener Kollektor“, auch „unbeschalteter Kollektor“) ist ein Ausgang einer integrierten Schaltung mit einem Bipolartransistor mit freiem Kollektor-Ausgang. Meist dient er dazu, den Anschluss an ein höheres Spannungsniveau zu erlauben oder die logischen Verknüpfungen UND (engl. AND) und ODER (eng. OR) als sogenannte Wired-AND- und Wired-OR-Verknüpfung in Bus-Systemen wie dem I²C-Bus zu ermöglichen.

Da in integrierten Schaltungen zunehmend Feldeffekttransistoren eingesetzt werden, die statt eines Kollektor-Anschlusses einen sogenannten Drain-Anschluss aufweisen, wird dieser Ausgang auch als Open-Drain-Ausgang bezeichnet.

Der Open-Collector-Ausgang ist einer von fünf möglichen Ausgangstypen (außerdem Totem-Pole, Tri-state, Komplementär-Ausgang und Open-Emitter-Ausgang) für digitale integrierte Schaltungen. Dabei wird der Kollektorwiderstand der Ausgangsendstufe weggelassen, so dass man mehrere Ausgänge zu einem Bus zusammensetzen kann.


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Zuletzt geändert: 2018/09/01 15:07

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