Blatt 10

Fakultät für Informationsund Kognitionswissenschaften
Wilhelm-Schickard-Institut für Informatik
Abteilung Rechnerarchitektur
Technische Informatik I
Übungsblatt 10, SS 2009
Abgabe: 14.07.2009
Aufgabe 1 TTL-NAND-Gatter (4 Punkte)
(a) Zeichnen Sie ein NAND-Gatter mit zwei Eingängen A und B. Verwenden Sie hierbei einen MultiEmitter-Transistor zur Verschaltung der Eingänge.
(b) Beschreiben Sie kurz die Funktionsweise eines Multi-Emitter-Transistors.
(c) Beschreiben Sie in eigenen Worten das Schaltverhalten der Transistoren (leitend, sperrend oder
invers) für alle möglichen Eingangszustände von A und B. Welcher Pegel (High oder Low) liegt
jeweils am Ausgang an?
Aufgabe 2 Signalübergangszeit und Signallaufzeit (5 Punkte)
(a) Gegeben sei der zeitliche Ablauf der Signale an den Eingängen eines AND-Gliedes (Abbildung
links oben und unten). Skizzieren Sie den zeitlichen Ablauf des Signals am Ausgang in genauer
und vereinfachter (linearisierter) Form, wenn td = T4 , tf = T4 , ts = T2 und tr = T4 . Die Schaltung
arbeitet in positiver Logik. Benutzen Sie als Maßstab 1T =
b 2cm.
(b) Die mittlere Laufzeit eines NOR-Gliedes ist 2ns. Skizzieren Sie die Form des Signals am Ausgang
in vereinfachter Form, wenn die Signale an den Eingängen wie in den zwei rechten Abbildungen
gegeben sind und die tP HL = 1ns ist. Benutzen Sie als Maßstab 1ns =
b 1cm.
Aufgabe 3 Transistor-Transistor-Logik (6 Punkte)
Gegeben sei das folgende Logikgatter, dessen Versorgungsspannung UB =5 V beträgt.
(a) Geben Sie für alle möglichen Eingangszustände von A und B die Schaltzustände (leitend, sperrend
oder invers) der Transistoren T1 bis T7 an.
(b) Welche logische Funktion realisiert die Schaltung am Ausgang Q?
(c) Durch welche Widerstände der Schaltung wird die Verlustleistung bestimmt, wenn an beiden
Eingängen eine Spannung von 0 V anliegt?
Aufgabe 4 Transistorschaltung (5 Punkte)
Gegeben sei folgende Schaltung:
(a) Um was für einen Transistor handelt es sich in der Schaltung? Was sind seine Ein- und Augabegrößen? Der Parameter β beschreibt eine spezielle Kenngröße dieses Transistortyps. Was bedeutet
dieser Parameter und in welcher Messeinheit wird er ausgedrückt?
(b) Zeichnen Sie die Spannung Ua in Abhängigkeit von Ue (0 ≤ Ue ≤ 6) für
(i) R=10Ω,
(ii) R=100Ω und
(iii) R=1000Ω.
Die restlichen Parameter sind: UDD = 5V , Uth = 1V und β = 0.01
√ {Messeinheiten}. Hilfestel−1+ 1+2βRUDD
.
lung: Als obere Grenze für den Arbeitsbereich gilt Ue < Uth +
βR
(c) Für welche logische Funktion lässt sich die Schaltung einsetzen? Welchen Widerstand würden Sie
dafür nehmen?