Tricky Circuit

Das NAND-Logikgatter

Entscheide mit zwei Schaltern

NAND bedeutet NOT AND, NICHT UND: Prüfe, ob beide Eingänge 1 sind, und kehre das Ergebnis um. Ein Logikgatter verarbeitet digitale Eingänge nach einer Regel. Im idealen 5 V Modell ist logisch 0 gleich 0 V, logisch 1 gleich 5 V: Spannungszustände, keine Elektronenzahlen.

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EXPERIMENTIERTISCH

Ändere die Schaltungseinstellungen, sage die Messwerte voraus und prüfe eine Aufgabe. Dies sind Lernmodelle; die Annahmen werden in jeder Lektion erklärt.

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So funktioniert es

Nur ideale Wahrheitstabelle. Definierte Eingänge schweben nicht; reale Schwellen, Verzögerungen und Lastgrenzen fehlen. Kein praktisch geprüftes Chipmodell.

Y = NOT(A AND B). A und B sind Eingänge, Y Ausgang. Nur A = 1 und B = 1 ergeben Y = 0. Jeder Nulleingang ergibt Y = 1. Die Versorgung muss eingeschaltet sein.

Schwierigkeit
  1. Aufbauen · Beobachte

    Schalte mit A = 0 und B = 0 ein. Erziele Ausgang 5 V, logisch 1.

    Brauchst du einen Tipp?

    A=0; B=0 → Y=1; 5 V

  2. Erforschen · Stelle ein

    Setze beide Eingänge auf 1. Erziele Ausgang 0 V, logisch 0.

    Brauchst du einen Tipp?

    A=1; B=1 → Y=0; 0 V

  3. Selbst lösen · Entdecke die Grenze

    Setze A = 1 und B = 0. Erziele Ausgang 5 V und erkläre, warum ein niedriger Eingang reicht.

    Brauchst du einen Tipp?

    A=1; B=0 → Y=1; 5 V

Zusatzwissen und Schaltungsrezepte

Entscheide mit zwei Schaltern

Ein nützlicher Zusammenhang

Dasselbe definierte Signal an beiden NAND-Eingängen erzeugt einen Inverter: 0 wird 1 und 1 wird 0.

Ein überraschendes Detail

Boolesche Logik nutzt zwei Zustände, 0 und 1. Nur mit NAND-Gattern lässt sich jede Regel dieser Logik aufbauen: NAND ist universell.

Eine typische Falle vermeiden

Die Regler stehen für aktiv vorgegebene Pegel. Ein unverbundener echter Eingang ist nicht automatisch logisch 0.

A bleibt 0, B wechselt von 0 zu 1. Y…

  1. wird 0
  2. bleibt 1
  3. wird undefiniert
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Bei A = 0 ist A AND B immer 0; NOT macht daraus 1.

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