NAND-Gatter bauen
NAND-Gatter spielen in der Digitaltechnik eine große Rolle, da man sie gut in großer Stückzahl produzieren kann und jede beliebige Schaltfunktion damit realisieren kann. Wir werden hier ein NAND-Gatter nicht nur simulieren, sondern ein echtes NAND-Gatter selbst bauen.
Funktionsprinzip
Die folgende Grafik verdeutlicht das Funktionsprinzip eines NAND-Gatters, das aus Schaltern aufgebaut ist:
Erkläre das Potential, das an Q bei unterschiedlichen Schalterstellungen anliegt. Hilfreich wäre es, wenn Du dazu weißt, was man unter Spannungsabfall versteht. Wenn nicht, kannst du aber trotzdem eine ungefähre Vorstellung der Funktionsweise bekommen.
NAND aus Transistoren
Da man einen Transistor als elektronisch steuerbaren Schalter verwenden kann, kann man aus zwei Transistoren die obige Schaltung bauen. Zusätzlich kann man den Widerstand durch einen Transistor ersetzen, da dieser ja auch einen elektrischen Widerstand hat. Somit kann man die obige Schaltung aus drei Transistoren bauen:
Erkläre die obige Schaltung.
Baue die Schaltung selbst nach. Als Spannungsquelle kannst Du z.B. einen Arduino, ein Labornetzteil oder eine 3V Knopfzelle benutzen. Du benötigst noch ein Breadboard mit einigen Kabeln, eine Leuchtdiode (Achtung: langes Beinchen zum Pluspol!) und drei Transistoren (z.B. 2N7000 Mosfets).
Stecke die Eingänge in verschiedenen Kombinationen in die die Plus- bzw. Minuspol-Leiste und beobachte die LED.