Blatt 12

Fakultät für Informationsund Kognitionswissenschaften
Wilhelm-Schickard-Institut für Informatik
Abteilung Rechnerarchitektur
Technische Informatik I
Übungsblatt 12, WS07/08
Abgabe: 29.1.08
Aufgabe 42 Signalübergangszeit und Signallaufzeit (3 Punkte)
Gegeben sei der zeitliche Ablauf der Signale u1
und u2 an den Eingängen eines AN D-Gliedes.
Zeichnen Sie den zeitlichen Verlauf des Signals
am Ausgang
(a) in vereinfachter (linearisierter) Form und
(b) in genauer (realistischer) Form.
Dabei seien td = T4 , tf = T4 , ts = T2 , tr = T4 .
Verwenden Sie 1 T ≡ 2 cm als Maßstab und
zeichnen Sie td , tf , ts und tr ein. Die Schaltung
arbeitet in positiver Logik.
Aufgabe 43 Transistorschaltung (10 Punkte)
Gegeben ist die abgebildete Transistorschaltung. Gehen Sie in Ihren folgenden Berechnungen davon aus,
daß der Transistor bei einer Spannung von UBE = 0, 6 V durchschaltet. Weiterhin gilt: U0 = 5 V ,
RB = 5, 5 kΩ, RC = 50 Ω.
(a) Um welchen Transistortyp handelt es sich?
(b) Es gilt: UCE + RC IC = U0 . Zeichnen Sie die
durch diese Gleichung definierte sog. Arbeitsgerade des Transistors in das Kennlinienfeld
(siehe Extrablatt) ein.
(c) Der Schalter sei zunächst geöffnet und
UE = 0 V . Bestimmen Sie folgende Größen:
UBE , IB , UCE , IC und URC . Zeichnen Sie den
so definierten Arbeitspunkt A1 in das Kennlinienfeld ein.
(d) Der Schalter S sei nun geschlossen. Bestimmen Sie UE , UBE , IB , UCE , IC und URC und zeichnen
Sie den so definierten Arbeitspunkt A2 ein.
(e) Wie macht sich die sog. Verlustleistung am Transistor bemerkbar?
(f) Der Hersteller gibt eine höchstzulässige Gesamtverlustleistung Ptot = UCE · IC ≈ 100 mW an.
Zeichnen Sie die Verlustleistungshyperbel für Ptot in das Kennlinienfeld ein. Liegt die Verlustleistung in den beiden Arbeitspunkten A1 und A2 unterhalb von Ptot ?
(g) Der mittlere Bereich der Arbeitsgeraden liegt über der Hyperbel. Kann der Transistor dadurch
beschädigt werden?
Aufgabe 44 TTL-Schaltung (7 Punkte)
Es soll die folgende TTL-Schaltung untersucht werden (R1 = 4 kΩ, R2 = 4 kΩ, R3 = 1, 6 kΩ, R4 =
1 kΩ, R5 = 130 Ω, U0 = 5 V, UBE = 0, 7 V, UCE für einen Transistor in Sättigung: UCE,Sat = 0, 2 V ,
Durchbruchspannung der Diode UD = 0, 7 V ):
(a) Annahme: Die Eingänge a und b liegen beide auf L-Pegel.
(i) Wie verhalten sich die Transistoren T3 und T4 ?
(ii) Welche Pegel können in C und E gemessen werden (H oder L)?
(iii) Welchen Pegel hat dann der Gatterausgang (Begründung!)?
(b) Es liegt nun mindestens ein Eingang auf H-Pegel. Messungen im Punkt E ergeben eine Spannung
von 0, 7 V .
(i) Wie verhalten sich die Transistoren T3 und T4 ?
(ii) Welche Spannung kann in C gemessen werden?
(iii) Wie verhalten sich T5 und T6 ?
(iv) Welcher Pegel liegt dann am Gatterausgang an (H oder L)?
(c) Welche Logikfunktion wird durch die TTL-Schaltung realisiert? Geben Sie eine Wahrheitstabelle
an.
(d) Angenommen, T4 wird zerstört und bleibt jederzeit hochohmig. Welche Logikfunktion wird nun
realisiert und warum?
TI 1, WS 07/08, Übungsblatt 12, Zusatzblatt