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CMOS-Chips

Veröffentlicht am 31.08.2014

Eine für Modellbahner wesentlich besser angepasste IC-Familie sind die CMOS-IC (CMOS = Complementary Metal Oxide Semiconductor = Komplementäre Metall-Oxid-Halbleiter). Sie besitzen gegenüber den TTL-Typen einige erhebliche Vorteile. So zeichnen sie sich durch besonders niedrigen Stromverbrauch aus. Für uns Modellbahner besonders erfreulich ist ihre Versorgungsspannung, die zwischen 3 und 15 V liegen darf, womit sie also für unsere Standard-Versorgung von 12 bis 14 V ohne besondere Anpassungen hervorragend zu gebrauchen sind.

Ein »Nachteil« darf allerdings nicht verschwiegen werden: CMOS sind echte Sensibelchen gegenüber statischer Aufladung. So eine statische Spannungsentladung kann leicht zur Zerstörung eines solchen Bausteins führen. Deshalb werden CMOS-IC auch immer in elektrisch leitenden Polstern verwahrt, die für eine dauernde gegenseitige Entladung der Kontakte sorgen. Beim Verarbeiten sollten Sie entsprechende Vorsicht walten lassen und niemals ungeschützt die Pins berühren. Sicherheitsbewusste Profis erden sich selbst mit einer speziellen Manschette, die über ein Kabel mit der Wasserleitung oder dem Schutzleiter des Stromnetzes verbunden wird. (Ein persönlicher Hinweis: Ich habe in meiner langjährigen Praxis als Elektronik-Bastler schon etliche CMOS-Bausteine verarbeitet, war dabei nie geerdet und habe dennoch bisher nicht einen Chip durch statische Elektrizität zerschossen.)

Ein weiteres Argument von Elektronik-Freaks gegen CMOS-Bausteine ist ihre Langsamkeit. Zugegeben, TTL arbeiten schneller, doch der Unterschied kommt nur in der Computertechnik zum Tragen, für unsere Belange ist selbst der langsamste CMOS noch schnell genug.

Auch CMOS-IC sind in DIL-Gehäuse eingebaut. Die CMOS-Logik-IC der Standard-Version verfügen über keinen Kennbuchstaben, sondern nur eine vier- oder selten fünfstellige Zahl, die meist mit der Ziffer 4 beginnt. CMOS-Technik ist aber im Gegensatz zu TTL nicht auf Logik-IC beschränkt, sondern findet sich in quasi allen Anwendungsbereichen wieder. Zahlreiche Linear-IC gibt es neben der herkömmlichen Standard-Variante auch als CMOS-Version.

Im Logik-Bereich decken Funktionen von TTL und CMOS häufig den selben Anwendungsbereich ab. Lassen Sie sich aber von dieser Parallelität nicht täuschen! Sie sind nicht in allen Fällen Pin-kompatibel! Der Austausch eines TTL-Chips gegen sein CMOS-Pendant ist also nicht so einfach möglich. Ein Blick in die Tabellenwerke verhütet Überraschungen. Rein technisch ist dieser Austausch möglich, weil die Betriebsspannung eines TTL-Chips innerhalb des für CMOS gültigen Spannungsbereichs liegt. Umgekehrt ist der Austausch schon riskanter, denn auf CMOS abgestellte Schaltungen sind nur höchst selten sauber auf die für TTL benötigte Spannung eingerichtet.

Es gibt dann noch die so genannten High Speed CMOS. Sie sind quasi das Pendant zu den Schottky-Typen bei TTL und nähern sich mit ihrer Geschwindigkeit dem TTL-Standard an, während die Schottkys den Stromverbrauch von TTL an das CMOS-Niveau bringen sollen. Die Zuordnung der Pins in diesen Bausteinen orientiert sich an den TTL-Bausteinen, sodass sie voll kompatibel zu den TTL mit gleicher Endnummer sind, aber nicht zu ihren CMOS-Brüdern! Das alles auch noch auf Kosten der Betriebsspannung, die hier TTL-ähnlich auf einen Bereich von 2 bis 6 V eingegrenzt ist.

Diese Unterart erkennen Sie an Typennummern, die nach dem Schema 74HCxx oder 74HCTxx aufgebaut sind. Interessant können diese Typen als SMD-Version in Schaltungen für das Faller car system sein, wo es auf geringen Spannungsbedarf ankommt. Für Normalanwendungen bleibt es bei meiner schon ausgesprochenen Empfehlung für CMOS.

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