Modul: Elektronische Schaltungen II

Mit dem Modul "Elektronische Schaltungen II - RS-Flip-Flops" kommen wir zum zweiten Teil der Modul-Reihe über elektronische Schaltungen. In diesem Modul werden einige Elemente seines Vorgängers verwendet, jedoch nicht weiter erörtert. Falls noch nicht geschehen, ist es ratsam, sich zunächst mit dem Modul "Elektronische Schaltungen I - NOR- und NAND-Gatter" zu beschäftigen.

Im ersten Modul über Elemente der Elektrotechnik haben wir einfache Bausteine der Digitaltechnik kennengelernt: das NOR- und das NAND-Gatter. Diese wurden durch logische Verknüpfungen beschrieben und auf der Schaltkreisebene realisiert. Für deren mathematische Beschreibung wurden die Modellansätze für das jeweilige elektrische Bauteil miteinander kombiniert. Nun wollen wir uns komplexeren Verknüpfungen zuwenden, den so genannten Flip-Flops.

Wir werden im Weiteren die einfachste Flip-Flop-Art, die RS-Flip-Flops, betrachten. Sie entstehen u.a. durch geeignete Rückkopplung von zwei bereits bekannten NAND-Gattern. Flip-Flops sind typische Vertreter nichtkombinatorischer digitaler Schaltungen und -- häufig unbemerkt -- Alltagserscheinungen: elektronischgesteuerte Laufschrift-Systeme, Speichermedien von Rechenanlagen und vieles mehr.

Bei der Beschreibung der RS-Flip-Flops gehen wir analog zum ersten Modul vor: Für zwei Schaltkreisfamilien (DTL- und CMOS-Technologie) werden wir die RS-Flip-Flops durch NAND-Gatter aufbauen und dann mit passenden Transistormodellen die Gleichungen für das statische Verhalten der Flip-Flops angeben. Die zu betrachtenden Gleichungen sind parameterabhängig und führen zu Nullstellendiagrammen mit Verzweigungspunkten. Mit Hilfe dieser Diagramme werden wir uns dann vergewissern, dass die betrachteten Schaltkreise die gewünschten Eigenschaften eines RS-Flip-Flops wiedergeben.