Und-Gatter

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Gatter-Typen
  NOT
AND NAND
OR NOR
XOR XNOR

Ein Und-Gatter ist ein Gatter mit mehreren Eingängen und einem Ausgang, bei dem der Ausgang genau dann 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
IEC 60617-12 US ANSI 91-1984 DIN 40700 (vor 1976)
Y = A \wedge B

Y = A\cdot B

Y = A\,B
IEC AND label.svg
Logic-gate-and-us.svg
Logic-gate-and-de.svg
A B Y = A ∧ B
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Relay and.svg

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).

Schaltsymbol AND3: Das Schaltsymbol entspricht dem eines AND2-Gatters mit einem zusätzlichen Eingang

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.

Aufbau eines AND3-Gatters: Der Ausgang des ersten Und-Gatters wird an einen Eingang des zweiten angeschlossen

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]

Schaltbild

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.

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: AND gates – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien