Spannungsverlust am Ausgang des 74LS00

[hacker]

Hi,

sollten nicht bei einem normalen Logikbaustein wie z.B der 74LS00 als logische 1 beim Ausgang so ziemlich 5V rauskommen? Ich hab hier ein vor mir liegen, der spuckt nur noch 4V raus. Ein 74HC00 macht schön seine 5V am Ausgang, aber der eine LS Typ hier irgentwie nicht. Kann man davon ausgehen, dass der heh ist?

Gruß Hacker

[Ratber]

Nein,nicht unbedingt.

Die Logikbausteine sind ja nicht alle gleich.
Jede Familie hat ihre Vor und Nachteile bzw. Stärken und Schwächen (Stromverbrauch,Leistung,Fan-In/Out,Geschwindigkeit,Logiklevel,Empfindlichkeiten usw.).

Ja und geschaltet wird beim alten TTL wie der Name schon sagt mit Transistoren und an Transen fallen Spannungen ab (PN- bzw. NP Übergänge) die zudem noch vom Strom abhängen.
Bei FET ist das anders.
Da gibt es kein Schwellspannungen sondern einen Widerstand (Rdson) der Linear ist.

4V bei 5V Versorgug sind aber unter normalen Bedingungen nicht normal.
Vieleicht ist der Chip schon Vorgeschädigt.

[shaun]

LS-TTL kann wie das Ur-TTL nur Strom senken, nicht liefern. High ist irgendwo bei 3,4V definiert, und das auch nur unter der besagten Bedingung. Für ältere nicht-CMOS-Logikfamilien kann man keine 5V am Ausgang erwarten, man darf auch keine Last gegen Masse anschliessen.

[Ratber]

Das kann man alles schön überall nachlesen aber 4V-High bei 5V Vcc sind auch für LS nicht normal.
Da sollten dann 2.5 3.5V rauskommen.
Oder die Messung war falsch.

[shaun]

Warum das denn nun? Bei einem High am Ausgang zieht da ausser dem Eingangswiderstand des Messgerätes nichts nach Masse, und ein paar uA liefert der Ausgang dann doch. Unbelastet kann das so ziemlich alles zwischen 3 und fast 5V sein. Wie schon gesagt ist das eigentlich auch egal, weil der offene Ausgang kein sinnvoller Betriebszustand eines LS-TTL ist. Der nächste Baustein würde durch den aus seinem Eingang fliessenden Strom für vernünftige Verhältnisse sorgen, und wenn man was anderes anschliessen will, muss man halt mit Pullups arbeiten.

[hacker]

Ok. Ich hab ihn trotzdem vorsichtshalber mal ausgewechselt.

Gruß Hacker

[Ratber]

@Shaun



LS-TTL kann wie das Ur-TTL nur Strom senken, nicht liefern. .........

Hier ist die Rede vom 74LS00 und der hat standardmässig Gegentaktausgang mit Widerstand nach Vcc (RTDT) also wird geliefert,wenn auch wenig.

Was du meinst sind Open Collector aber die ginbts beim 74LS00 nicht.
Da muß man schon zu 01 oder 04 greifen.



Warum das denn nun? Bei einem High am Ausgang zieht da ausser dem Eingangswiderstand des Messgerätes nichts nach Masse, und..........usw.


Ja und davon rede ich ja die ganze Zeit.

Nehmen wir uns die Ausgangsstufe vor.

Von Vcc über den internen Widerstand (Stromquelle) zum ersten Transistor,von dort aus über die Schottkydiode,an deren Kathode der Ausgang hängt sowie der zeeite zeite Transistor der nach Masse Endet.


Im Datelblatt werden maximal 0.4mA als Quellstrom angegeben.
Nehmen wir mal an dieser Quellstrom wäre über einen weiten Bereich ziemlich konstant dann ist die Ausgangsspannung abhängig vom Widerstand der an ihm hängt.
Wie wir wissen haben die meisten Digitalmultimeter im Spannungsbereich einen Eingangswiderstand von ca. 10 Mohm.

Rechnen wir mal:

U=R*I also 10Mohm*0.4mA=4V

Oder gehen wir von den gegebenen 4V aus die Hacker gemessen hat.
Bei angenommenen 10Mohm eingangswiderstand des Multimeters fliessen bei 4V am Eingang genau 0.4mA durch das Multimeter was sich ja Prima mit der Angabe im Datenblatt deckt.


Ergo liege ich schon richtig mit meiner Aussage.:

Laut Datenblatt sollte ein High am Ausgang 2.5-3.5V (Min. Typ) bringen.
Natürlich unter der Voraussetzung das der Ausgang auch innerhalb der Spezifikationen "Belastet" wird.
Da der Maximaleintrag bei LS nicht angegeben wird kann die Spannung also gegen Vcc abzüglich der Schwellspannungen der beiden Halbleiterstufen betragen.

Also liegt ,wie ich ja "einschränkte" ein klassischer Messfehler vor bzw. eine Situation die durchaus vom Konsortium so beabsichtig war denn das "L" stweht ja für "Low Power" also wenig Leistung.

Ich habe übrigens mal eben an einem alten 74LS10 (3-Fach Nand) gemessen.

Mit einem Digitalen Mutli komm ich auf ca. 4V
Mit einem älteren Analogen (ca. 1-2Mohm Rein) unter 3V
Und mit einem anderen das 1Gohm Eingangswiderstand besitzt komme ich auf ca. 4.25V.
Daswären dann 4.25 nA was bei den max 400µA einen Messfehler im Bereich von 1:10'000 bedeutet also Vernachlässigbar.
So konnte ich dann schön mit einem 20 Mohm Spindeltrimmer (40 Gänge,Bahn ca. 35mm Lang) schauen wie sich die Ausgangsspannung verändert.



@Hacker

Wenn du also ein Multimeter mit ca. 10 Mohm (Oder größer) Eingangswiderstand genutzt hast war die Panik umsonst.
Jetzt haste eben einen Ersatzchip ;)

[shaun]

Rechne bitte nochmal nach. 4V durch 10MegOhm sind 0,4µA, nicht 0,4mA. Das setzt sich bis zur 1GOhm-Betrachtung so fort.
Und nein, ich meine keine Open-Collector, der Unterschied ist mir wohl bewusst. So oder so sind wir uns wohl einig, dass es systematisch falsch ist, die Ausgangspegel von TTL-Schaltungen gegen Masse zu messen, solange keine entsprechende TTL-Last am Ausgang hängt bzw ein entsprechender Pull-Up.

[JonnyP]

Der TTL Logic Level liegt LO bei 0,8 V Max- , Hi bei 2,4 V Minimum.
Solange der Chip bei Vollast (0,4 mA Source; 8,0 mA Sink) innerhalb der Parameter bleibt, ist er OK.

[JonnyP]

Der TTL Logic Level liegt LO bei 0,8 V Max- , Hi bei 2,4 V Minimum.
Solange der Chip bei Vollast (0,4 mA Source; 8,0 mA Sink) innerhalb der Parameter bleibt, ist er OK.

[Ratber]

Rechne bitte nochmal nach. 4V durch 10MegOhm sind 0,4µA, nicht 0,4mA. Das setzt sich bis zur 1GOhm-Betrachtung so fort.


Ja,Schreibfehler
Natürlich 0.4µA.
Ändert aber nix an der Sache das bei knapp über 4V ende ist.




So oder so sind wir uns wohl einig, dass es systematisch falsch ist, die Ausgangspegel von TTL-Schaltungen gegen Masse zu messen, solange keine entsprechende TTL-Last am Ausgang hängt bzw ein entsprechender Pull-Up.


Du meintes in diesem Falle sicher "Pulldown" denn es geht hier um die Logische "1"
Aber ungeachtet davon: davon red ich ja die ganze Zeit.

@Jonny P

Danke

Danke

:D

[shaun]

Ich meine Pullup, aus TTL-Eingängen fliesst Strom heraus, ergo braucht es einen Pullup, um definierte Verhältnisse zu schaffen.

[Ratber]

Wir reden immernoch von der gleichen Sache.
Wir meinen beide das gleiche nur gehen wir von unterschiedlichen Seiten heran. ;) :D

Laut Spez. soll ein LS-Ausgang (Gegentakt) mindestens 2.5-3.5V High liefern.
Unbelastet liefert er mehr (Interner Pullup RTDT) und eine weitere LS-Stufe dahinter würde den Pegel noch weiter heraufsetzen weil ,wie du ja schon erwähntest,sie am Eingang ebenfalls einen Pullup besitzt womit auch gleich erklärt ist warum offenen Eingänge als Logisch 1 interpretiert werden.

Meine Argumentation geht in Richtung "Erlaubte Last um innerhalb der Vorgaben zu bleiben" (2.5-3.5V) und da ist ein Stromabzug in Richtung Masse erforderlich also deswegen "Pulldown"


Jetzt alles klar ? ;)