UND (AND) aus NICHT-UND (NAND) mit CD4093 bauen

Um ein UND-Gatter (AND) mit Hilfe mehrerer NICHT-UND-Gatter (NAND) zu bauen, müssen wir das Ergebnis eines NICHT-UND-Gatters invertieren. Dazu schalten wir ein NICHT-UND-Gatter als NICHT-Gatter hinter ein NICHT-UND-Gatter. Dadurch erhalten wir das Ergebnis eines UND-Gatters am Ausgang Q.

Dazu verwenden wir das CMOS-IC CD4093. Es enthält vier NAND-Gatter mit je zwei Schmitt-Trigger-Eingängen.

In der Grundstellung, wenn alle Schalter offen sind (Schalterstellung unten), dann leuchtet die Leuchtdiode D7 am Ausgang Q1. Die Leuchtdiode D7 ist das Ergebnis des ersten Nicht-UND (NAND) in der Schaltung.

Die Leuchtdiode D8 am Ausgang Q leuchtet immer dann, wenn die beiden Schalter an den Eingängen A und B geschlossen sind. Dabei geht die Leuchtdiode D7 am Ausgang Q1 aus.

Hinweis: Schalterstellung oben (ON) = Schalter geschlossen = Leuchtdiode am Eingang leuchtet

Liste

• IC1: CMOS-IC 4093 (z. B. CD4093)
• D1...8: LED-Leiste (oder LED mit Vorwiderstand)
• S1...4: DIP-Schalter
• R1: Widerstände, 10 kOhm (4 Ringe: Braun-Schwarz-Orange-Gold)
• R2: Widerstände, 10 kOhm (4 Ringe: Braun-Schwarz-Orange-Gold)

Kennzeichnung und Anschlussbelegung

• CD4093
• DIP-Schalter
• LED-Leiste
• Widerstand
• Steckbrett und Zubehör zum Experimentieren

Ein logisches UND wird in der Praxis immer dann verwendet, wenn ein Signal nicht ausreicht, sondern ein zweites Signal zur Bestätigung vorliegen muss, um etwas zu schalten.
Ein Beispiel ist eine manuell zu bedienende Stanze in der Fertigung. Um zu vermeiden, dass der Bediener eine Hand in der Stanze hat, muss er die Stanze mit zwei auseinanderliegenden Schaltern bedienen. Mit einer UND-Funktion werden die Schalterzustände ausgewertet. Erst wenn beide Schalter gleichzeitig betätigt werden, sind beide Hände im sicheren Bereich, und die Stanze kann aktiviert werden.