Das eBook Angewandte Mikroelektronik wurde von Hans Lohninger zur Unterstützung verschiedener Lehrveranstaltungen geschrieben. Weitere Informationen finden sie hier.


Inverter

Dieses Gatter hat auch nur einen Eingang und einen Ausgang. Das Eingangssignal wird invertiert am Ausgang wieder ausgegeben. Meist sind sechs oder acht Inverter auf einem integrierten Schaltkreis untergebracht. Der Inverter wird durch folgendes Schaltbild dargestellt:

Schaltsymbol eines Inverters. Links das im angloamerikanischen Bereich verwendete Symbol, rechts das DIN-Symbol.

Auch der Inverter wird als Tri-State-Version angeboten; für ihn gilt folgende Wahrheitstafel:

Wahrheitstafel eines Tri-State-Inverters.
Schaltsymbol eines Tri-State-Inverters. Links das im angloamerikanischen Bereich verwendete Symbol, rechts das DIN-Symbol.

Bei aktivem Select-Eingang (/SEL = LOW) wird das Eingangssignal am Ausgang invertiert ausgegeben, bei inaktivem Select-Eingang wird der Ausgang ausgeschaltet.

Schmitt-Trigger

Eine spezielle Version des Inverters wird mit Eingangshysterese angeboten. Dieser Baustein (z.B. 74LS14) verhält sich wie ein Schmitt-Trigger - die Schaltschwelle für das Umschalten von LOW auf HIGH liegt höher als die Schaltschwelle von HIGH auf LOW. Dieses Verhalten ist besonders dann von Vorteil, wenn ein Signal mit geringer Flankensteilheit in ein schnell ansteigendes Signal umgewandelt werden soll. Ein Beispiel für diesen Fall ist die Entprellung von Tasten:

Schaltkreis zur Tastenentprellung mit Schmitt-Trigger

Parallel zur Taste wird ein Kondensator geschaltet, der beim Schließen der Taste über R1 entladen und beim Öffnen der Taste über R2 wieder aufgeladen wird. Wählt man die Zeitkonstante des RC-Gliedes (R1-C, bzw. R2-C) so, dass sie etwa der Prellzeit der Taste (z.B. 1 ms) entspricht, so wird zwar der Prellvorgang wirksam unterdrückt, jedoch ist der Übergang von LOW auf HIGH oder umgekehrt so langsam, dass die meisten flankengetriggerten, digitalen Schaltungen nicht mehr auf das Signal reagieren. Schaltet man jedoch einen Schmitt-Trigger nach, so erzeugt dieser aus den langsamen Schaltflanken wieder ein Signal mit schneller Anstiegszeit (typ. 10 ns):

Spannungsverläufe am Eingang und am Ausgang des Schmitt-Triggers

Die folgende Tabelle gibt ein paar Beispiele von Invertern:

Typ Techn. G/IC td[ns] Bemerkungen
74LS04 LS-TTL 6 10  
74LS05 LS-TTL 6 22 open collector
7406 TTL 6 23 OC für 30 V
74LS14 LS-TTL 6 22 Schmitt-Trigger
74LS240 LS-TTL 8 18 3S-Treiber
74LS242 LS-TTL 4 18 Bus-Transceiver
74LS254 LS-TTL 8 18 3S-Transceiver
74LS540 LS-TTL 8 18 3S-Treiber
CD4009 CMOS 6 100  
CD4049 CMOS 6 85  
CD4069 CMOS 6 90  
74HC04 HCMOS 6 8  
74HC245 HCMOS 8 15 Treiber
G/IC .... Gatter pro IC;      td .... Verzögerungszeit



Last Update: 2008-05-31