XOR_Gate vorwiderstand der Transistoren

[BennIY]

Guten Abend Community
Für die Schule und in meiner Freizeit habe ich vor eine 8 Bit ALU zu bauen.
Diese soll mich durch meine Kompetenzprüfung führen und ich habe das nötige Wissen um zu verstehen wie und warum sie funktioniert.
Als habe ich mich entschlossen, selbst eine aus vielen Transistoren zusammen zu löten.
Mein Problem ist, dass ich die Vorwiderstände nicht richtig berechnen kann. Und darum bin ich auf dieses Forum gestoßen. Ich baute heut ein XOR-Gate aus 8 Transistoren das ergebnis war ernüchternd, weil meine Vorwiderstände nicht stimmten und der Strom ungehindert von der Basis zum Verbraucher floss. Ich kenne die URI-Pyramide aber kann damit in diesem Zusammenhand nicht viel mit anfangen, kann mir einer von euch erklären, wie ich die Widerstände so berechne, dass sie durchschalten bzw dies nicht tun z.B. bei einem Not-Gate.
Mein Schaltplan sieht folgendermaßen aus: http://imageshack.us/a/img528/740/schaltplan.png
Nun das ist eins von 16 XOR Gates das mit einer 9V Blockbatterie unter Strom gesetzt wird.
Wie berechne ich die Widerstände so das noch strom bleibt für die übrigen 15 XOR, 16 AND und 8 OR Gates + 9 LEDs
Kann mir einer eine Allgemene formel sagen/zeigen bzw ein logische erklärung anbieten denn ich will nicht nur das es funktioniert sondern auch wissen WARUM es funktioniert denn unser Techniklehrer ist ne ziemliche Niete und ich muss mir mein Wissen aus dem Internet zusammensuchen.
Bin für jede Antwort dankbar.

Edit: Die Transistoren sind vom Typ BC547C

Mit freundlichen grüßen
Benjamn Stern

[Hubert.G]

Diese Schaltung macht ohne Widerstände keinen Sinn. Die beiden linken Transistoren rauchen dir ja sofort ab.
Nimm an das du 2mA Basisstrom brauchst, dann wären alle Basisvorwiderstände 4k7.
Die ersten beiden Transistoren brauchen noch einen Kollektorwiderstand von ebenfalls 4k7.
Beim Output kommt es darauf an wie du weitergehst. Ein 1k Widerstand zur Sicherheit wäre da nicht schlecht.

[PICture]

Hallo!

... wie ich die Widerstände so berechne, dass sie durchschalten bzw dies nicht tun z.B. bei einem Not-Gate.

Faustregel für alle bipolare Transistoren (T), also n-p-n und p-n-p, die als Schalter in logischen Schaltungen arbeiten ist Rb = 10 * Rc (siehe Skizze).

                  VCC
                   +
                   |
                  .-.
                  | | Rc
                  | |
                  '-'
                   |     _
                   +---> A
            Rb     |
            ___  |/
     A >---|___|-| T
                 |>
                   |
                  ===
                  GND

(created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)

[BennIY]

Das die Transistoren abrauchen ist mir bewusst, darum bin ich hier.
Ich habe nun ein kompletten Schaltplan des Fulladders (Anhang)
Zu Meinen Fragen:
Ich jage 9 V gleichstrom auf 9 A durch die Leitungen, in Physikt heist es, dass sich die Stromstärke aufteilt, im Technikunterricht wiederspircht sich das denn der Strom sucht sich den einfachsten und schnellsten Weg. Mein problem ist: Im Anhang ist ein Bild mit einer Stromquelle von der alle Gates mi strom versorgt werden. Gibt es KEIN input kann kein Strom fließen Addiere ich nun 1 arbeiten 3 Gates was bedeutet, dass jedes Gate 3A Strom bekommt, addiere ich nun 127 mit 127 Arbeiten ALLE gates was beudeutet das durch jedes gate ein Strom von 243mA fließt, wie soll ich dabei die Vorwiderstände berechnen wenn der Strom doch so unterschiedlich ist?
Und es ist zwar schön wenn Rb 10 ma so groß ist wie Rc doch wie berechne ich Rc (die skizze ist gut) aber dann müsst ich wissen wie ich an Rc komme das Datenblatt der Transistoren hab ich vor mir
(BC547C).
Zudem habe ich gelesen, dass jeder Transistor ein spannungsabfall von ca. 0.7V hat, wie berechne ich den in meiner schaltung und wo findet der Spannungsabfall statt (von Basis zu Emitter oder von Kollektor zu Emitter) ?
Anhang 23364

[Hubert.G]

Ich habe dir ja schon bei der ersten Schaltung geschrieben welche Basisvorwiderstände du nehmen sollt.
Die Kollektorwiderstände der ersten beiden Transistoren sind ja gleichzeitig die Basisvorwiderstände der folgenden Transistoren. Daher gilt hier das von PICture genannte Rb = 10* Rc nur bedingt.
Zum Schalten brauchst du ja keine großen Ströme, daher ist 2mA Basisstrom genug.
Im 9V Schaltbetrieb kannst du fürs erste die Spannungsabfälle der Transistoren vergessen, die würden frühestens im 3V Betrieb interessant werden.
Die Zusammenhänge von Basisstrom, Stromverstärkung, Spannungsabfälle usw. sollten, wenn man doch etwas komplexere Schaltungen entwerfen will, schon intus haben.
http://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand

[BennIY]

•Der Verbraucher benötigt einen Strom von maximal Ic = 100mA.
Da geht es schon los, da der Verbraucher(eine LED) erst am Schluss kommt und davor ne menge Transistoren schalten, was habe ich dann für ein Verbraucher, im Prinzip ist der Verbraucher die Basis des nächsten Transistors.
Und wie kann ich nun wirklich berechnen welcher Strom durch ein einzelnes Gate fießt, da diese unterschieldich schalten, es ist zwar toll, dass du mir schon Widerstände empfohlen hast allerdings wie hast du das berechnet.
In dieser Anleitug steht ebenfalls was von Stromverstärkung und Sättigung und ehrlich gesagt weis ich nicht viel von Transistoren weder aus der Schule noch durch google also wie kommst du auf die 4k7 mit diesem Widerstand bekomm ich 2mA in die Basis wenn ein Gate aktiv ist und volle 9A Strom bekommt im dauerbetrieb sind die Gates alle an und bekommen nur 9A / 37(gates) = 243mA Strom mit einem Widerstand von 4k7Ohm und einem Strom von 243 mA bekommt die Basis nur 0.06mA Strom. Kann es also sein, dass ich für jedes Gate einen konstanten Strom brauche, wenn ja wie regeln das Processoren und wie bau ich das ? Laut meiner rechnung variirt der strom zwischen 0.243A - 9A

[Hubert.G]

Also mal ehrlich, ich weiß nicht wo du die 9A her nimmst, eine deiner Teilschaltungen kann mit der Dimensionierung der Widerstände max. 10mA brauchen.
Wenn du Widerstände berechnen willst, musst du sie zuerst auch mal einzeichnen, damit du weißt wo du welche brauchst und wie du sie berechnest.

[BennIY]

Ich kome auf 9A da jede schaltng (laut techniklehrer) 1Ohn Widerstand hat ebenfalls errechnete ich mit ihm folgendes I=U/R 9=9/1 und ich muss zu jeden Transistor den Basis und den Kolektorwiderstand berechnen darum so und auf die 9A komme ich denn wenn Input A1 aktiv ist der einzige Weg zum - das 1. XOR Gate somit ist der Stromkreis geschlossen und die errechneten 9A machen sich auf den Weg wenn ich nun Input A2 dazu schalte arbiten 2 Gates und laut Physikunterricht Teilt sich der Strom die Spannung bleibt gleich d.h. durch jedes Gate 9V auf 4,5A und jenachdem wie viel berechnet wird teilt sich der Strom wie viel sie Teilschaltungen brauchen kann man da errechnet aber wie finde ich herraus wie viel Strom jede Teilschaltung bekommt bzw mit welhem Strom muss ich rechnen denn Iges = I1 + I2 + I3 . . . + I n bei paralellschaltung nur I n ist abhängig vom Input.
(es geht mir wenigr darum eine ALU zu bauen, mehr geht es mir darum sie zu verstehen)

[Hubert.G]

Die Schaltung mit den 1Ohm Widerstand hast du aber noch nicht gezeigt. Würde mich stark interessieren.

[BennIY]

Naja laut unseres Techniklehrers hat JEDE Schaltung einen mindestens 1 Ohm Widerstand und dann hab ich ihn gefragt, wenn ich 9V Spannung habe kommen 9A in Bewegung, wie würdest du denn berechnen, wie groß I ges ist ? Denn das brauch ich ja erstmal um weiter zu rechnen