TTL NOR- und OR-Gatter: Schaltungsanalyse und Umwandlung

TTL-Schaltungsanalyse

Analysieren wir ein klassisches TTL-NOR-Gatter und sehen, wie es in ein OR-Gatter umgewandelt werden kann. Die folgende Schaltung veranschaulicht die Kernkomponenten:

Transistoren Q1 und Q2 dienen als Zwei-Dioden-Lenknetzwerke, ähnlich dem Lenknetzwerk in anderen TTL-Designs. Ihr Ersatz durch explizite Dioden macht die Funktionsweise klarer:

Wenn Eingang A offen gelassen oder an Vcc gelegt wird, fließt Basisstrom in Q3, was es in Sättigung treibt. Wird A geerdet, wird dieser Strom über die linke Lenkdiode des äquivalenten „Q1“ umgeleitet, was Q3 in Sperrung zwingt. Dieselbe Logik gilt für Eingang B und Transistor Q4.

Beachten Sie, dass Q3 und Q4 Kollektor- und Emittorknoten teilen und effektiv als Parallelschalter fungieren. Wenn irgendein Eingang high ist, sättigt einer der Transistoren, lässt Strom durch Widerstände R3 und R4 fließen und schaltet den Ausgangstransistor Q5 auf einen low-Logikpegel. Der Ausgang wird high nur, wenn sowohl Q3 als auch Q4 gesperrt sind, was eintritt, wenn beide Eingänge low sind.

Damit implementiert die Schaltung ein NOR-Gatter, bestätigt durch seine Wahrheitstabelle:

Um dieses NOR-Gatter in ein OR-Gatter umzuwandeln, fügen wir einfach eine Inverterstufe am Ausgang hinzu – spiegelnd den Ansatz, der NAND in AND verwandelt:

Die resultierende Wahrheitstabelle für das OR-Gatter ist:

Sowohl NOR- als auch OR-TTL-Schaltungen können auch Totem-Pole-Ausgangsstufen für verbesserte Treiberfähigkeit einsetzen.

Zusammenfassung

• Das Hinzufügen eines Inverters zum NOR-Ausgang liefert ein funktionales OR-Gatter.