Logik IC’s

Logik IC's

Zusammenfassung

Eine Integrierte Schaltung (kurz: IC, engl: Integrated Circuit) ist eine auf einem Halbleiter-Material aufgebrachte elektrische Schaltung. Diese Schaltung kann aus mehreren Zehn bis Millionen Bauelementen bestehen. Meist werden diese IC's in ein Gehäuse verbracht und mit Anschlüssen versehen, welche es ermöglichen, die IC's anzuschliessen. Der Nutzen von Integrierten Schaltung liegt darin, dass häufig verwendete Bauelemente-Kombinationen zu einem Bauteil zusammengefasst werden und nicht immer wieder neu aufgebaut werden müssen. Die von uns verwendeten IC's kommen in einem sog. DIL Gehäuse welches sich auf Standard-Platinen einsetzen lässt. Zudem gibt es auch IC-Sockel, welche ein verlöten der IC's überflüssig machen und den Austausch defekter IC's erleichtern. Neben dem DIL Gehäuse gibt es viele weitere Gehäuseformen (siehe Bauformen weiter unten).

Darstellung und Anschlüsse

Die Grafik zeigt die Pins eines DIL 14 IC's, sowie ein NAND und ein AND Gate. Die Bezeichnung der Pins geht gegen den Uhrzeigersinn beginnend mit dem ersten Pin links Oben. Pin7 und Pin14 sind für die Speisung vorgesehen (Pin7 = Minus, Pin14 = Plus). Die Darstellung des NAND und AND Gates zeigt die Konventionen bei der Darstellung der Gates ('Logik Knoten') diese wird in der nächsten Grafik genauer erläutert. Hier eine Reihe von Darstellungen der 7 existierenden Logik Gates. Alle Symbole zeigen 2 Input Gates – erkennbar an den zwei Linien, welche in ein Gate führen. Zwischen diesen zwei Inputs wird in dem Gate ein logischer Vergleich durchgeführt und in der dritten Linie (dem Output) für die weitere Verwendung übergeben.

Funktionsweise

Die Funktionsweise von Logik IC's lässt sich relativ einfach mit einer Tabelle visualisieren. Hier dargestellt ist ein AND Gate, ein NAND Gate und ein OR Gate. Das Gate (die Logik) nimmt nun einfach die Input Signale (YES steht für Plus / NO für Minus), vergleicht diese und gibt das Ergebnis am Output raus. Ein AND Gate würde also NO/NO zu NO machen. Ein NO/YES oder YES/NO wird ebenfalls zu NO. Nur ein YES/YES für bei einem AND Gate zu YES! Genau anders herum funktioniert die Logik in einem NAND Gate. Was passiert bei einem OR Gate?

Speisung

Für die Spannungsversorgung der Logik IC's (und der meisten anderen IC's) gelten ganz bestimmte Regeln, die dem jeweiligen Datenblatt entnommen werden können. Die Bausteine verlangen eine genaue und 'saubere' Speisung, da sie ansonsten nicht korrekt Funktionieren bzw. zerstört werden. Die von uns verwendeten IC's sind mit 5V zu betreiben.

Bezeichnung

Alle IC's tragen eine aufgedruckte Bezeichnung, durch die man sie eindeutig zuordnen kann. Diese Bezeichnung besteht aus einer Codierung aus Zeichen. Bei Logik IC's setzt sich dieser Code zusammen aus: Hersteller, Typ, Generation, Gehäuseform Dieser Link für zu einer Tabelle mit allen 74XX Logik IC's. Von uns verwendete IC's: 7400 2 Input NAND Gate 7404 Inverter 7408 2 Input AND Gate 74595 8-Bit Shift Register

Bauformen

DIL (Dual in Line Package) und SO (Small Outline) sind die Gehäusetypen, welche noch mit 'normalem' Lötequipment gelötet werden können. Alle anderen Bauformen erfordern besondere Einrichtungen zum löten, da ihre Anschlüsse teilweise unter dem Chip angebracht sind und somit ein Löten 'von Hand' unmöglich machen. Mehr Informationen zu den Gehäuseformen: DIL Gehäuse SO Gehäuse Mikrocontroller.de

Links zu Logik IC's

Eintrag Wikipedia Eintrag Wikipedia Eintrag Wikipedia (scrollen zu Logikgatter - Übersicht) IC's im Elektronik Kompendium Make Presents: The Integrated Circuit