Warum funktioniert der 10k Ohm Pulldown-Widerstand nicht für Drucktasten mit NICHT-Logikgatter?

Ich habe die folgende Schaltung auf einem Steckbrett mit einem 10k-Widerstand, einem 100-Ohm-Widerstand, einer LED und einem 74LS04 NOT-Gatter hergestellt.

Ich habe erwartet, dass dies funktioniert, da der Eingang des NOT-Gatters bei 0 Volt liegt, wenn der Schalter nicht eingeschaltet ist. Aus irgendeinem Grund funktionierte dieses Setup nicht auf dem Steckbrett, aber in Multisim einwandfrei. Als ich die Spannung am Eingang des Gates mit einem Multimeter gemessen habe, habe ich ungefähr 1,3 V erhalten, als es 0 sein sollte. Ich habe versucht, den Wert des Pulldowns auf 100 Ohm zu ändern, und alles hat gut funktioniert. Was erklärt dieses seltsame Verhalten? Wäre ein Pullup in diesem Szenario besser geeignet?

Die TTL-Logik und ihre Nachkommen geben im niedrigen Zustand den gesamten Strom in die Eingänge ab.

Im Fall von LSTTL werden ungefähr 0,4 mA erzeugt - dies führt dazu, dass eine Spannung über dem 10k-Widerstand entwickelt wird, so dass der Eingang als logische '1' angesehen wird.

Wenn Sie den Widerstand auf 1,5 k oder weniger ändern, sollte er funktionieren. (Wie von Trevor korrigiert)

Die empfohlene Methode zum Anschließen von Schaltern usw. besteht darin, eine Seite des Schalters mit Masse und die andere Seite mit dem Logikeingang zu verbinden und ein Pull-up vom Eingang an +5 V anzuschließen. In diesem Fall kann der Widerstand 10 K betragen, da der Leckstrom des Eingangs nur 40 uA oder weniger beträgt.

Die TTL-Familie wird aufgrund dieses Verhaltens häufig als stromsenkende Logik bezeichnet. Die modernere CMOS-Logik hat dieses Verhalten nicht und hätte wie gezeichnet funktioniert, obwohl selbst dann die bevorzugte Anordnung darin besteht, den Schalter auf der geerdeten Seite mit einem Pull-up zu verbinden.

Ein ähnliches Problem tritt am Ausgang auf - da er so ausgelegt ist, dass er Strom von den Logikeingängen ableitet, arbeitet er zwischen dem Ziehen nach unten und dem Ziehen nach oben. Die LS-Logik kann ungefähr 8 mA niedrig, aber nur 400 uA hoch ziehen. ( 74LS04 Datenblatt )

Aus diesem Grund ist es besser, die LED an 5 V und einen Vorwiderstand an den Gate-Ausgang anzuschließen. Die LED leuchtet, wenn der Ausgang eher niedrig als hoch ist.

Schauen Sie sich das Datenblatt für einen 74LS04 an .

Iil = 0,4 mA bedeutet, dass Ihr Widerstand nicht größer als 2K sein sollte. 1k oder 1k5 wären sicherer für die Störfestigkeit.

TTL ist berüchtigt und unterscheidet sich von CMOS-Teilen darin, dass es sich um stromgesteuerte Geräte handelt.