Nicht-Gatter

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Gatter-Typen
  NOT
AND NAND
OR NOR
XOR XNOR
Funktionsprinzip eines Komplement-Gatters

Ein Nicht-Gatter (engl.: NOT gate), auch als Komplement-Gatter oder Inverter bezeichnet, ist ein Gatter mit einem Eingang und einem Ausgang. Es entspricht dem logischen Nicht. In der Aussagenlogik wird das Komplement durch ein ¬ vor, in der Schaltalgebra durch einen Querstrich über den entsprechenden Symbolen dargestellt.

Dabei liefert der Ausgang genau dann eine 1, wenn am Eingang eine 0 anliegt und genau dann eine 0, wenn am Eingang eine 1 anliegt. Er liefert also die Negation des am Eingang anliegenden Signals.

Übersicht[Bearbeiten]

Funktion Schaltsymbol Wahrheitstabelle Relais-Logik
IEC 60617-12 US ANSI 91-1984 DIN 40700 (vor 1976)
Y = \overline{A}

Y = \neg{A}
IEC NOT label.svg Not-gate-en.svg Logic-gate-inv-de.svg
A Y
0 1
1 0
Relay not.svg

Das Nicht-Zeichen (¬) befindet sich in Unicode an Position 00AC. Unter Windows lässt es sich eingeben, indem man während des Haltens der Alt-Taste die Zahl 0172 eingibt; unter Linux mit neueren Versionen von X11 kann es durch Compose, -, , erzeugt werden.

Schaltzeichen[Bearbeiten]

Die amerikanische und drei europäische Varianten des Schaltsymbols für das NOT-Gatter (v.l.n.r. ANSI 91-1984, DIN 40900 alt, DIN 40900 neu,?)

Es gibt mehrere Varianten des Schaltsymbols: Die amerikanische ist ein Dreieck mit Kringel, die europäische entweder ein Rechteck mit der Aufschrift „1“ oder ein Halbkreis mit einem Kringel bzw. einem schwarzen Punkt an Ein- oder Ausgang.

Elektronische Realisierung[Bearbeiten]

Einfache Ausführung eines Nicht-Gatters mit Bipolartransistor in Emitterschaltung und Arbeitswiderstand RC.
Nicht-Gatter in CMOS-Technik.

Ein Nicht-Gatter kann beispielsweise auf einem bipolaren Schalttransistor in Emitterschaltung (siehe Bild links) basieren, der den Ausgang auf Masse (logisch 0) legt, sobald er eingeschaltet ist. Ist er aus, so ist die Masseverbindung unterbrochen und der Ausgang liegt durch den Arbeitswiderstand der Emitterschaltung auf Pluspotenzial (logisch 1).

In integrierten Schaltungen werden Nicht-Gatter meist mittels der CMOS-Logik, basierend auf einem p-Kanal- und einem n-Kanal-MOSFET, realisiert (siehe Bild rechts).

Anwendungen[Bearbeiten]

Nicht-Gatter werden für verschiedene Einsatzbereiche benötigt. Zwei hintereinandergeschaltete Nicht-Gatter können als Signalverstärker (Puffer) verwendet werden.

Prinzipbedingt sind in der CMOS-Technik NAND-Gatter bzw. NOR-Gatter (bestehend aus vier Transistoren) grundlegende Schaltungen; um Und- bzw. Oder-Gatter zu erhalten, muss jeweils ein Nicht-Gatter nachgeschaltet werden.

Literatur[Bearbeiten]

  •  Ulrich Tietze, Christoph Schenk: Halbleiter-Schaltungstechnik. 12. Auflage. Springer, 2002, ISBN 3-540-42849-6.