Die logischen Grundschalungen AND, OR und NOT mit Transistoren

AND und NAND mit Transistoren

Da eine UND-Schaltung als Reihenschaltung zweier Schalter darstellbar ist, untersuchen wir zunächst das Verhalten zweier in Reihe geschalteter Transistoren.



Liegen A und B beide auf L, dann wird bei beiden Transistoren die Basis angesteuert, beide öffenen die CE-Strecken, das Voltmeter zeigt 0 V.

Ist A = L und B = 0, dann wird nur die Basis von T₁ angesteuert, die Basis von T₂ ist mit dem Minuspol verbunden und die CE-Strecke von T₂ sperrt. Das Voltmeter zeigt 5 V. Dasselbe gilt bei A = 0 und B = L, ebenso bei A = 0 und B = 0.

Wir erhalten also die folgende Funktionstabelle einer NAND-Schaltung:



Sehen wir uns an, was ein weiterer Transistor am Ausgang der obigen Schaltung bewirkt:



Für A = B = L sind die CE-Strecken der linken Transistoren geöffnet, am Punkt C liegen 0V an, die Basis des rechten Transistors erhält keinen Steuerstrom, der rechte Transistor sperrt und das Voltmeter zeigt also 5 V an.

Ist A oder B oder beide auf 0V, dann sperrt mindestens einer der beiden linken Transistoren, am Punkt X liegen also 5 V und die Basis des rechten Transistors wird angesteuert, die CE-Strecke des rechten Transistors öffnet, das Voltmeter zeigt 0 V. Wir erhalten diesmal also die Funktionstabelle einer AND-Schaltung:



NAND mit NOT in Reihe ergibt AND.

---

OR und NOR mit Transistoren

Die ODER-Schaltung ist als Parallelschaltung zweier Schalter darstellbar. Wir versuchen also unser Glück mit der Parallelschaltung zweier Transistoren:



Sobald A oder B (oder beide)auf L liegt (liegen), wird die Basis des zugehörigen Transistors angesteuert und die CE-Strecke schaltet durch, d. h. Y liegt über den durchgeschalteten Transistor auf 0 V.

Nur wenn A = B = 0, sperren beide Transistoren, Y liegt auf 5 V. Wir erhalten also die folgenden Funktionstabelle einer NOR-Schaltung:



Wie auch bei der NAND-Schaltung wird für die Negation des OR ein weiterer Transistor in Reihe geschaltet.



Sobald am Punkt X der neuen Schaltung 0V anliegen, sperrt der 3. Transistor und Y ist somit mit dem Pluspol verbunden und liegt auf L. Liegen bei X 5V an, dann wird die Basis von T₃ angesteuert und die CE-Strecke schaltet durch, A liegt auf 0V.
Wir erhalten also die Funktionstabelle einer OR-Schaltung:



NOR und NOT in Reihe geschaltet ergeben also OR.

---

Dass ein einzelner nachgeschalteter Transistor aus NAND eine AND-Schaltung macht, aus NOR eine OR-Schaltung macht, haben wir nun gelernt: Der Transistor ist also als INVERTER (NICHT-Schaltung) verwendbar.

Ergänzend zur Reihen- bzw. Parallelschaltung zweier Schalter für UND bzw. ODER soll zum Abschluss dieses Kapitels noch das Relais als NICHT-Schaltung (Inverter) vorgestellt werden:

RELAIS



Ist der linke Stromkreis von Strom durchflossen, dann zieht der Eisenkern der Spule den Anker an, und der rechte Stromkreis wird geöffnet.

Das Relais wird daher auch als NICHT-Schaltung bezeichnet.

• Zum Seitenanfang