DTL-Schaltkreisfamilie
DTL-Schaltungen (Dioden-Transistor-Logik) bestehen aus Dioden, Transistoren und Widerständen. Diese Schaltungen wurden anfangs diskret aufgebaut und später als Dünnfilm- und Dickschichtschaltungen hergestellt. Heute findet man sie manchmal noch als monolithische ICs vor.
Die Grundschaltungen der DTL-Technik sind die UND-, ODER- und NICHT-Schaltungen. Aus Ihnen werden alle weiteren logischen Verknüpfungen aufgebaut.
Weil die Verluste an elektrischer Energie innerhalb dieser Schaltungen sehr groß sind wird diese Schaltkreisfamilie nicht mehr häufig verwendet. Diese Schaltkreisfamilie wird nur deshalb beschrieben, weil die Grundschaltungen teilweise immer noch als Teilschaltungen in anderen Schaltungen vorzufinden sind und sich diskret aufbauen lassen.
Als diskreter Aufbau lässt sich die DTL sehr schnell realisieren. Die meisten Bauteile finden sich in jeder Elektronik-Bastelkiste.
Hinweis zur Dimensionierung der folgenden Schaltungen
Die Widerstände sind so gewählt (z. B. 1 kΩ / 0,25 W), dass sie bis eine Betriebsspannung +UB von 15,8 V betrieben werden dürfen. Über 15,8 V werden die 0,25-W-Widerstände überlastet. Bei mehr +UB muss man den Widerstand erhöhen.
Bei den gewählten Dioden 1N4001 handelt es sich um relativ langsamen Gleichrichterdioden mittlerer Ströme mit maximal 1 Ampere. Sie sind für schnelle Anwendungen nicht geeignet. Bevorzugen sollte man 1N914 bzw. 1N4148. Das sind typische Signaldioden.
UND-Schaltung
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Diese Schaltung kommt ursprünglich aus der DRL-Technik. Wird aber auch in der DTL-Technik verwendet.
Wenn man beide Dioden mit der Betriebsspannung +UB verbindet, so sperren sie. Durch den Widerstand R wird der Ausgang Q auf das Potential von +UB gelegt. Wird eine Diode mit 0 V verbunden, so fließt jeder Strom im Stromkreis über die Diode auf 0 V ab.
ODER-Schaltung
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Auch diese Schaltung kommt ursprünglich aus der DRL-Technik. Wird aber auch in der DTL-Technik verwendet.
Wenn man beide Dioden mit 0 V verbindet, so sperren sie. Der Ausgang Q liegt über den Widerstand R an 0 V. Wird eine Diode mit der Betriebsspannung +UB verbunden, so wird der Ausgang Q auf das Potential von +UB gelegt. Dabei muss beachtet werden, das die Spannung am Ausgang Q um 0,7 V vermindert ist. Die am Eingang angelegte Spannung wird durch die Diodenspannung vermindert.
Hinweis: Wenn man mit der ODER-Schaltung einen (Treiber-)Transistor steuern will, dann sollte man auf den Widerstand nach Masse nicht verzichten. Denn, wenn keine der beiden Dioden leitet, dann hängt die Basis in der Luft. Bei schnelleren Schaltvorgängen macht sich das erkenntlich, weil die Ladungsträger nur stark verzögert und undefiniert abfließen können.
NICHT-Schaltung
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Diese logische Grundverknüpfung besteht nur aus einem Transistor und zwei Widerständen. Die NICHT-Schaltung funktioniert wie ein Transistor als Schalter.
Wird der Eingang E mit 0 V verbunden, so sperrt der Transistor, und über den Widerstand R2 liegt der Ausgang Q auf dem Potential von +UB.
Wird der Eingang mit der Betriebsspannung +UB verbunden, so leitet der Transistor, und über den Widerstand R2 fällt fast die ganze +UB ab. Am Ausgang Q liegt 0 V an.
NAND-Schaltung
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Die NAND-Schaltung entspricht einer Kombination aus einer UND-Schaltung und einer nachgeschalteten NICHT-Schaltung. Das heißt, die NAND-Schaltung funktioniert wie ein UND-Schaltung, deren Ausgangssignal negiert wird.
Der Basis-Vorwiderstand der NICHT-Schaltung wird durch die Diode D3 ersetzt.
NOR-Schaltung
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Die NOR-Schaltung entspricht einer Kombination aus einer ODER-Schaltung und einer nachgeschalteten NICHT-Schaltung. Das heißt, die NOR-Schaltung funktioniert wie ein ODER-Schaltung, deren Ausgangssignal negiert wird.
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