Ein Und-Gatter ist ein Gatter mit mehreren Eingängen und einem Ausgang, bei dem der Ausgang eine 1 liefert, wenn an allen Eingängen 1 anliegt. Es entspricht dem Logischen UND. In der Schaltalgebra wird die UND-Verknüpfung durch • (Mal), & oder ∧ dargestellt und wird auch als Konjunktion bezeichnet.
Übersicht Bearbeiten
| Funktion | Schaltsymbol | Wahrheitstabelle | Relais-Logik | |||||||||||||||||
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| IEC 60617-12 | US ANSI 91-1984 | DIN 40700 (vor 1976) | ||||||||||||||||||
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Und-Gatter mit größerer Anzahl von Eingängen Bearbeiten
Ein Und-Gatter hat standardmäßig zwei Eingänge (AND2), jedoch stehen auch Und-Gatter mit mehr als zwei Eingängen im Handel zur Verfügung. Die untenstehende Abbildung zeigt ein Und-Gatter mit drei Eingängen (AND3).
Darunter eine Schaltung für ein Und-Gatter mit drei Eingängen, die aus 2 Gattern mit jeweils 2 Eingängen realisiert wurde. Und-Gatter mit noch mehr Eingängen können in entsprechender Weise aufgebaut werden.
Auch wenn das Schaltsymbol kaum Aufschluss über den inneren Aufbau gibt, kann – bei Gatterfamilien, für die beide Darstellungsweisen verwendet werden – die untere als Hinweis auf ein ungünstigeres Laufzeitverhalten gewertet werden.
Ein Und-Gatter kann beispielsweise verwendet werden, um eine Maschine zu steuern: Die Maschine soll dann laufen, wenn beide Handkontakte UND beide Fußkontakte betätigt werden. Somit muss man 4 Signale verknüpfen, wofür ein UND-Gatter mit 4 Eingängen nötig ist (AND4).
Realisierung Bearbeiten
UND-Gatter werden als integrierte Schaltung (IC) von vielen Herstellern produziert. Standardbausteine dieser Art sind z. B. unter der Bezeichnung „7408“ in TTL-Technik und als „74HC08“ in CMOS-Technologie erhältlich und beinhalten vier UND-Gatter mit jeweils zwei Eingängen. Die genaue Bauteilbezeichnung ist herstellerabhängig. Logik-Gatter dieser Art sind für wenige Cent im Elektronik-Fachhandel erhältlich.
CMOS Bearbeiten
Das Bild rechts zeigt das Schaltbild eines Und-Gatters in CMOS-Technologie. Liegt an den Eingängen A und B High-Potential an, dann leiten T3 und T4, wobei T1 und T2 sperren. Dadurch liegt an T5 und T6 Low-Potential an und T5 leitet und T6 sperrt, weswegen am Ausgang Y High-Potential anliegt. Bei allen anderen Eingangszuständen liegt Low-Potential am Ausgang, weil T6 leitet.
Literatur Bearbeiten
- Ulrich Tietze, Christoph Schenk: Halbleiter-Schaltungstechnik. 12. Auflage. Springer, 2002, ISBN 3-540-42849-6.