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Willi-SH(R)

10.03.2024,
17:58
 

Stromfluß bei NAND Gatter (Elektronik)

Hallo zusammen,
ich verstehe bei dem NAND Gatter nicht, warum die LED nicht leuchtet, wenn A und B mit 9 Volt verbunden sind.
Man vergleicht Strom ja öfter mit Wasser.
Nach meinem Verständnis würde das Wasser von 9 V über R3, die LED1 und über R4 nach 0 Volt fließen.
Das bedeutet für mich, dass die LED1 immer leuchtet.
Warum fließt der Strom bei offenen Transistoren direkt von 9 V über die Transistoren nach 0 V und nicht mehr über die LED1?
Das ist ja bei der NOR-Schaltung genauso. Wahrscheinlich ist das noch viel häufiger der Fall.
Also für mich schon wichtig das zu wissen.



cmyk61(R)

E-Mail

Edenkoben, Rheinland Pfalz,
14.03.2024,
09:16

@ Hartwig

Stromfluß bei NAND Gatter

» » Ist schon interessant, wie man sich um so eine simple Schaltung streiten
» » kann:-D
» Na ja, einen Streit erkenne ich hier nicht, es geht ja nur um die
» Grundlagen;-), weniger um Logik als vielmehr um die Herren Ohm und Co

So sehe ich das auch - ein etwas hitzig ausgetragener Austausch von Meinungen. Es hat jeder seinen Teil beigetragen, ergänzt und korrigiert.



» Der TE hat halt versucht, über die Logik in die Elektronik einzusteigen und
» ist dabei am Ohmschen Gesetz hängen geblieben. Das ist ja nicht
» überraschend, wenn man sich ohne Vorkenntnisse ein Thema erschließen
» möchte. Also den Einstieg über den vermaschten Stromkreis wählen....

das erinnert mich ein wenig an meine Anfängerzeit, gerade mal Teenager und den ersten Kosmos-Kasten in der Mache. Damals habe ich die Inhalte der Simatic-Schulungsunterlagen meines Vaters auch nicht durchblickt. Wahrscheinlich auch deswegen weil man dort gewisse Grundkenntnisse voraussetzte und ich noch nicht in der Lage war, mir Fehlenes dazu zu denken. Vielleicht war die Didaktik in den 60/70ern noch nicht so ausgefeilt wie heute?

Letztlich scheint der TE nun verstanden zu haben was er wissen wollte. Da können wir uns tatsächlich ALLE auf die Schulter klopfen.

Gruß
Ralf

Willi-SH(R)

13.03.2024,
13:21

@ grindstone

Stromfluß bei NAND Gatter

Ich denke, ich habe es jetzt verstanden, dank deiner Mühe.

Auch allen anderen, vielen Dank für die vielen Antworten.

Hartwig(R)

13.03.2024,
10:56

@ bigdie

Stromfluß bei NAND Gatter

» Ist schon interessant, wie man sich um so eine simple Schaltung streiten
» kann:-D
Na ja, einen Streit erkenne ich hier nicht, es geht ja nur um die Grundlagen;-), weniger um Logik als vielmehr um die Herren Ohm und Co
» Man stelle sich mal vor, so etwas gibt es in jedem Prozessor
» hunderttausendfach und das funktioniert im Ernstfall mit ein bisschen über
» 1V:-|
Eher ein unglückliches Beispiel, da es nach meiner Kenntnis keine RTL-Prozessoren gibt. Also müsste die Erklärung auf der Halbleiterphysik aufbauen:-)
Der TE hat halt versucht, über die Logik in die Elektronik einzusteigen und ist dabei am Ohmschen Gesetz hängen geblieben. Das ist ja nicht überraschend, wenn man sich ohne Vorkenntnisse ein Thema erschließen möchte. Also den Einstieg über den vermaschten Stromkreis wählen....

cmyk61(R)

E-Mail

Edenkoben, Rheinland Pfalz,
13.03.2024,
09:43

@ Gast

Stromfluß bei NAND Gatter

Moin,

» Na da bin ich mal gespannt, wie ein lernresistenter Neuuser das aufnimmt.

ich mutmaße mal, dass der User nicht lernresistent ist, sondern dass ihm vor lauter individuellen Erklärungsversuchen der Kopf schwirrt.

Die Sache mit dem Wassermodell ist so falsch auch nicht. Man benötigt lediglich ordentliche Modellbeschreibungen. Aber daran mangelt es im Netz. Vielfach wird Strom mit einem offenen Wasserlauf dargestellt was per se nicht richtig ist. Es muss ein geschlossener Kreislauf sein.

Gruß
Ralf

bigdie(R)

13.03.2024,
09:27

@ Hartwig

Stromfluß bei NAND Gatter

Ist schon interessant, wie man sich um so eine simple Schaltung streiten kann:-D
Man stelle sich mal vor, so etwas gibt es in jedem Prozessor hunderttausendfach und das funktioniert im Ernstfall mit ein bisschen über 1V:-|

cmyk61(R)

E-Mail

Edenkoben, Rheinland Pfalz,
13.03.2024,
09:10
(editiert von cmyk61
am 13.03.2024 um 09:16)


@ Offroad GTI

Stromfluß bei NAND Gatter

Also sooo speziell sind die Randbedingungen nun garnicht.

Aus den genannten Diagrammen kann man das zwar detaillierter ablesen - aber unterm Strich bleibt folgende Erkenntnis:

1) je höher der Basisstrom, desto geringer wird die UCE sat - sie strebt gegen ein paar dutzend Millivolt.

2) je höher der Kollektorstrom desto größer wird UCE sat.

Fazit:
Ic auf geringen Werte halten (ist bei max 100mA bequem der Fall)
Ib so hoch wie vertretbar

Mit einem 470 Ohm Widerstand Kollektor gegen 9V liegt man bei ca 20mA Ic
Ib bei 100k Basisvorwiderstände ist etwas mickrig. Mit 10k liegen wir bei etwa 1mA


Gruß
Ralf

» » » Wenn wir davon ausgehen, daß es sich bei den Transistoren um Feld-
» Wald-
» » » und Wiesentypen handelt, fallen auch bei voller Aufsteuerung immer
» noch
» » 0,7
» » » bis 0,8 V darüber ab. Das ganze mal 2 ergibt 1,4 bis 1,6 V, das reicht
» » » durchaus, um modernen LEDs einen schwachen Schimmer zu entlocken.
» »
» » Aus dem Datenblatt eines BC548, bei Mouser gefunden:
» »
» »
» Solche oder ähnliche Werte finden sich in jedem Datenblatt.
» Sie beziehen sich aber auf sehr spezielle Randbedingungen.
» Das Thema hatten wir neulich erst (praktische Messung und Verweis auf ein
» wesentlich aussagekräftigeres parametrisches Diagramm):
» https://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=317938&page=0&category=all&order=time

simi7(R)

D Südbrandenburg,
13.03.2024,
08:36

@ Gast

Stromfluß bei NAND Gatter

» Na da bin ich mal gespannt, wie ein lernresistenter Neuuser das aufnimmt.
Ich vermute, nachdem sein Wassermodell gescheitert ist, hat er jetzt endgültig aufgegeben.
Es hätte wohl von Anfang an genügt, ihm zu erklären, dass die beiden Transistoren den Strom für die LED kurz schließen. Ohne Details wie Fluss- und Sättigungsspannungen.

Offroad GTI(R)

13.03.2024,
08:33

@ Eierschale

Stromfluß bei NAND Gatter

» » Wenn wir davon ausgehen, daß es sich bei den Transistoren um Feld- Wald-
» » und Wiesentypen handelt, fallen auch bei voller Aufsteuerung immer noch
» 0,7
» » bis 0,8 V darüber ab. Das ganze mal 2 ergibt 1,4 bis 1,6 V, das reicht
» » durchaus, um modernen LEDs einen schwachen Schimmer zu entlocken.
»
» Aus dem Datenblatt eines BC548, bei Mouser gefunden:
»
»
Solche oder ähnliche Werte finden sich in jedem Datenblatt.
Sie beziehen sich aber auf sehr spezielle Randbedingungen.
Das Thema hatten wir neulich erst (praktische Messung und Verweis auf ein wesentlich aussagekräftigeres parametrisches Diagramm):
https://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=317938&page=0&category=all&order=time

Eierschale(R)

13.03.2024,
08:25

@ grindstone

Stromfluß bei NAND Gatter

» Wenn wir davon ausgehen, daß es sich bei den Transistoren um Feld- Wald-
» und Wiesentypen handelt, fallen auch bei voller Aufsteuerung immer noch 0,7
» bis 0,8 V darüber ab. Das ganze mal 2 ergibt 1,4 bis 1,6 V, das reicht
» durchaus, um modernen LEDs einen schwachen Schimmer zu entlocken.

Aus dem Datenblatt eines BC548, bei Mouser gefunden:

Gast

12.03.2024,
22:43

@ Hartwig

Stromfluß bei NAND Gatter

» Hier mal wie vorgeschlagen Schaltplan mit Schaltzuständen "beide Eingänge
» high" und "beide Eingänge low"
» Beide Schaltungen wurden in einem Stück erstellt, somit haben die
» Bauelemente in der rechten Schaltung andere Bezeichnungen.
» Nicht von den vielen Nachkommastellen oder Extremwerten der Messwerte
» stören lassen!
» Die Schaltung ist etwas umdimensioniert......
»
»
Na da bin ich mal gespannt, wie ein lernresistenter Neuuser das aufnimmt.

Hartwig(R)

12.03.2024,
22:40

@ Willi-SH

Stromfluß bei NAND Gatter

Hier mal wie vorgeschlagen Schaltplan mit Schaltzuständen "beide Eingänge high" und "beide Eingänge low"
Beide Schaltungen wurden in einem Stück erstellt, somit haben die Bauelemente in der rechten Schaltung andere Bezeichnungen.
Nicht von den vielen Nachkommastellen oder Extremwerten der Messwerte stören lassen!
Die Schaltung ist etwas umdimensioniert......

bigdie(R)

12.03.2024,
19:25

@ grindstone

Stromfluß bei NAND Gatter

» » » Das tut er auch nicht (der Strom, meine ich). Abhängig vom Typ der LED
» » wird
» » » auch bei durchgeschalteten Transistoren zumindest in dunkler Umgebung
» » immer
» » » noch ein schwaches Leuchten zu sehen sein.
» » Bei Uf gegen Null fließt kein signifikanter Strom durch die LED, ergo
» » leuchtet die nicht mal ein bisschen (wurde doch schon erwähnt).
» Wenn wir davon ausgehen, daß es sich bei den Transistoren um Feld- Wald-
» und Wiesentypen handelt, fallen auch bei voller Aufsteuerung immer noch 0,7
» bis 0,8 V darüber ab.
Die fallen B-E ab bei dem geringen kollektorstrom aber nicht auf der E-C Strecke

Offroad GTI(R)

12.03.2024,
19:20

@ grindstone

Stromfluß bei NAND Gatter

» Wenn wir davon ausgehen, daß es sich bei den Transistoren um Feld- Wald-
» und Wiesentypen handelt, fallen auch bei voller Aufsteuerung immer noch 0,7
» bis 0,8 V darüber ab.
Nein. Der Spannungfall bewegt sich eher im unteren zweistelligen mV-Bereich. Es fließt ja nur ein sehr kleiner Strom.

grindstone(R)

E-Mail

Ruhrpott,
12.03.2024,
19:07

@ Offroad GTI

Stromfluß bei NAND Gatter

» » Das tut er auch nicht (der Strom, meine ich). Abhängig vom Typ der LED
» wird
» » auch bei durchgeschalteten Transistoren zumindest in dunkler Umgebung
» immer
» » noch ein schwaches Leuchten zu sehen sein.
» Bei Uf gegen Null fließt kein signifikanter Strom durch die LED, ergo
» leuchtet die nicht mal ein bisschen (wurde doch schon erwähnt).
Wenn wir davon ausgehen, daß es sich bei den Transistoren um Feld- Wald- und Wiesentypen handelt, fallen auch bei voller Aufsteuerung immer noch 0,7 bis 0,8 V darüber ab. Das ganze mal 2 ergibt 1,4 bis 1,6 V, das reicht durchaus, um modernen LEDs einen schwachen Schimmer zu entlocken.

--
Es ist unter der Würde eines Technikers, die Gebrauchsanweisung zu lesen!

cmyk61(R)

E-Mail

Edenkoben, Rheinland Pfalz,
12.03.2024,
18:52
(editiert von cmyk61
am 12.03.2024 um 19:24)


@ Willi-SH

Stromfluß bei NAND Gatter

Hallo Willi,

die von Dir gepostete Schaltung ist saumäßig schlecht dimensioniert und es fehlen ein paar Kleinigkeiten die zum Verständnis dienen.
Der 10k Widerstand (R3) ist IMHO total daneben. Ich würde hier mit 470Ohm arbeiten.
Dann fehlen an beiden Transistoren Pull-down-Widerstände (alternativ vorgeschaltete Gatter) um einen definierten Zustand herzustellen.

» ich verstehe bei dem NAND Gatter nicht, warum die LED nicht leuchtet, wenn
» A und B mit 9 Volt verbunden sind.
» Man vergleicht Strom ja öfter mit Wasser.
» Nach meinem Verständnis würde das Wasser von 9 V über R3, die LED1 und über
» R4 nach 0 Volt fließen.
» Das bedeutet für mich, dass die LED1 immer leuchtet.
» Warum fließt der Strom bei offenen Transistoren direkt von 9 V über die
» Transistoren nach 0 V und nicht mehr über die LED1?
» Das ist ja bei der NOR-Schaltung genauso. Wahrscheinlich ist das noch viel
» häufiger der Fall.
» Also für mich schon wichtig das zu wissen.
»
»
»
»




Nun kannst Du möglicherweise besser erkennen, wie sich die Spannungen in der Schaltung verhalten.
Beide Transistoren sperren, solange die Schalter geöffnet sind, da die Basis des jeweiligen Transistors auf OV gezogen ist.
Dadurch liegt an der LED 9V (und am Ausgang X) über den 470Ohm Widerstand an. Die LED kann leuchten.
Wenn nur 1 Transistor leitend gemacht wird indem der betreffende Schalter eingeschaltet wird, sperrt der zweite Transistor noch immer. Die LED leuchtet noch immer.
Sobald aber beide Transistoren leitend gemacht werden, wird der Ausgang X fast OV Potential haben (über die beiden leitenden Transistoren). Denn nun haben wir einen Spannungsteiler bestehend aus R3 mit 470Ohm und den beiden (sehr niederohmig gewordenen) Transistoren T1 Und T2. Diese "fast 0V" verhindert zudem, dass die LED leuchtet.

Fragen? Immer her damit!!!!
Korrekturen ? Auch her damit!

Gruß
Ralf