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--- dtlab_t3 [2024/03/07 23:28]
beckmanf [Theorie zur Leistung bei CMOS Schaltungen]
+++ dtlab_t3 [2024/04/15 10:25]
beckmanf [Fragen zur Vorbereitung]
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 Im [[dtlab_t1#vorbereitung|Datenblatt]] ist in Kapitel 11 "Power Supply Recommendations" die Anordnung eines solchen Blockkondensators im Layout einer Platine in der Nähe des Bausteins dargestellt.
-Auf dem ZIF Board befindet sich auf der Rückseite ein Kondensator für die Versorgungsspannung.
+Auf dem ZIF Board befindet sich auf der [[dtlab_t1#labor|Rückseite ein Kondensator]] für die Versorgungsspannung.
 ==== Fragen zur Vorbereitung ====
-Nehmen Sie für die Transistoren in Abbildung 1 einen On Widerstand von 100 Ohm an. Der Off Widerstand soll 1 MOhm betragen. Vdd soll 5V sein. Der Kondensator hat eine Kapazität von 20pF.
+a) Nehmen Sie für die Transistoren in Abbildung 1 einen On Widerstand von 100 Ohm an. Der Off Widerstand soll 1 MOhm betragen. Vdd soll 5V sein. Der Kondensator hat eine Kapazität von 20pF.
-  * Die Eingangsspannung des Inverters ist Low. Wie groß ist die Ausgangsspannung, wenn der Ausgang des Inverters mit 20 mA belastet wird? (3V)
+  * Die Eingangsspannung des Inverters ist Low. Wie groß ist die Ausgangsspannung, wenn der Ausgang des Inverters mit 20 mA belastet wird?
-  * Nehmen Sie an, dass die Ausgangsspannung Low ist. Der Kondensator ist vollständig entladen. Wie groß ist der Strom direkt nach dem Umschalten des Ausgangs von Low nach High? (50 mA)
+  * Nehmen Sie an, dass die Ausgangsspannung Low ist. Der Kondensator ist vollständig entladen. Wie groß ist der Strom direkt nach dem Umschalten der Eingangsspannung von High nach Low?
-  * Nehmen Sie jetzt an, dass die Versorgungsleitung einen Widerstand von 10 Ohm hat. Auf welchen Wert ändert sich die Betriebsspannung am Baustein?
+  * Nehmen Sie jetzt an, dass die Versorgungsleitung einen Widerstand von 10 Ohm hat. Auf welchen Wert ändert sich die Betriebsspannung am Baustein während des Umschaltzeitpunktes?
-  * Welchen durchschnittlichen Strom aus der Versorgung erwarten Sie bei eine Frequenz des Eingangssignals von 1 MHz?
+  * Welchen durchschnittlichen Strom aus der Versorgung erwarten Sie bei einer Frequenz des Eingangssignals von 1 MHz?
   * Welche Leistung benötigen Sie dann?
   * Welche Leistung benötigen Sie, wenn in der Schaltung 100 solche Inverter sind?
-  * Mit welcher Taktfrequenz können Sie das Eingangssignal in etwa betreiben?
+  * Mit welcher maximalen Taktfrequenz können Sie das Eingangssignal bei der Messung dieser Schaltung in etwa betreiben?
-Antworten: 3V, 50mA, 4,5V, 100uA, 0,5mW, 50mW, 20 MHz
+Antworten: 3V, 50mA, 4,5V, 100uA, 0,5mW, 50mW, 50 MHz
+b) Mit welcher Frequenz können Sie den Eingang der Kettenschaltung von vier Invertern mit dem 74HC00 IC für die Messung des Stroms maximal betreiben?
+Bitte notieren Sie Ihre Überlegungen auf einem Zettel und bringen Sie den Zettel mit ins Labor.
 ===== Labor =====
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   * Ändert sich der Strom mit der Spannung linear oder quadratisch?
   * Ändert sich die Leistung mit der Spannung linear oder quadratisch?
+Bestimmen Sie für die Messungen eine Ausgleichsgerade für den Strom in Abhängigkeit von der Frequenz anhand der [[https://de.wikipedia.org/wiki/Methode_der_kleinsten_Quadrate|Methode der kleinsten Fehlerquadrate]]. Nutzen Sie die {{ ::dt-fehlerquadrate.ods | LibreCalc ODS Beispielkalkulation}} und berechnen Sie die beste Ausgleichsgerade für Ihre Daten. Welche "Kapazität" würde sich anhand der Ausgleichsgeraden ergeben?
+Laden Sie den [[https://moodle.hs-augsburg.de/mod/assign/view.php?id=376437|Untersuchungsbericht Leistungsaufnahme NAND in Moodle]] hoch.