In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die wesentlichen Unterschiede zwischen VCC, VEE, VDD und VSS. Erfahren Sie, woher diese Begriffe stammen und welche Anwendungen sie in der praktischen Elektronik haben.
Einführung
Höchstwahrscheinlich sind Sie bei Ihrer alltäglichen Beschäftigung mit Elektronik schon einmal auf einen der Begriffe VCC, VEE, VDD oder VSS gestoßen.
Diese Symbole könnten die Stromquellen Ihrer elektronischen Schaltkreise oder ICs dargestellt haben.
Haben Sie sich jedoch schon einmal gefragt, welche Bedeutung die einzelnen Zeichen in diesen Symbolen haben?
Hier erfahren Sie alles darüber. Außerdem lernen Sie einige praktische Anwendungen kennen, bei denen Sie diese Begriffe in Ihren Schaltplänen verwenden können.
Was ist die Langform von VCC in der Elektronik?
Designer verwenden VCC im Allgemeinen in klassischen Schaltkreisen mit einem Bipolartransistor (BJT).
Ein BJT ist ein Gerät zur Verstärkung oder Steuerung eines elektrischen Signals. Es handelt sich hauptsächlich um ein stromgesteuertes Gerät.
Wie Sie unten sehen werden, ist ein BJT eine Komponente mit drei Anschlüssen und den Pins Kollektor (C), Emitter (E) und Basis (B).
Das Besondere an BJTs ist, dass sie vorgespannt sein müssen, um richtig zu funktionieren. Im Allgemeinen ist eine typische Konfiguration für einen BJT die Emitterschaltung.
Bei genauerer Betrachtung der Schaltung erkennt man, dass die Stromquelle VCC ist. Man geht davon aus, dass der Begriff VCC traditionell daher rührt, dass diese Quelle die Kollektorspannung oder VC liefert.
Die doppelte CC-Notation unterscheidet VCC (die Stromversorgung des Kollektors des Transistors) von VC (der Spannung am Kollektorstift).
Sie werden das VCC-Symbol jedoch auch an den Stromanschlüssen einiger ICs sehen, insbesondere der klassischen.
Diese Chips nutzen eine alte (aber bewährte) Fertigungstechnologie mit BJTs.
Unten sehen Sie ein Beispiel für einen Chip namens Operationsverstärker UA 741 von National Semiconductor.
Der interne Aufbau dieses IC besteht hauptsächlich aus BJTs. Der VCC-Pin ist hauptsächlich mit der Stromversorgung der Kollektor-Pins der Transistoren im Schaltkreis verbunden.
Was ist die Langform von VEE in der Elektronik?
Wie VCC entstand VEE durch einen anderen Pin am BJT, den sogenannten Emitter. Die Spannung am Emitter-Pin ist VE oder Emitterspannung.
Damit entstand der Begriff VEE, der den Emitterstift mit Strom oder Masse versorgt, um ihn von VE zu unterscheiden.
Normalerweise behandeln Schaltungsingenieure VEE in einer grundlegenden Emitterschaltung als gleichwertig mit Masse.
Es gibt jedoch verschiedene Arten von Konfigurationen für den gemeinsamen Emitter. Eine solche Konfiguration ist eine emitterstabilisierte Schaltung.
Bei einem solchen Schaltkreis ist zwischen dem Emitterstift und der Masse ein Widerstand angeschlossen; daher sind VEE und GND in diesem Schaltkreis ungleich.
Ähnlich wie bei VCC finden Sie viele klassische Chips mit dem VEE-Symbol als Stromquelle.
Diese Chips bestehen in der Regel intern aus BJTs. Normalerweise verbinden Entwickler diese Pins mit GND oder einem negativen Potential.
Einige Chips unterscheiden jedoch den VEE-Anschluss vom Masseanschluss, indem sie angeben, dass der VEE-Pin eine negative Versorgungsspannung erfordert.
Hier ist ein Beispiel für einen Chip namens analoger Multiplexer/Demultiplexer-Schaltkreis CD74HC4051.
Wenn Sie nur eine einzige Versorgungsspannungsquelle haben und kein negatives Potenzial benötigen, sollten Sie VEE und GND verbinden können.
Was ist VDD in voller Länge in der Elektronik?
Während VCC aus BJT-Schaltkreisen hervorgegangen ist, stammt der Begriff VDD aus FET-Schaltkreisen (oder Feldeffekttransistor-Schaltkreisen).
Wie BJTs verwenden Designer FETs meist zur Verstärkung oder Steuerung eines elektrischen Signals. FETs sind Komponenten mit drei Anschlüssen: D für Drain, G für Gate und S für Source.
Im Gegensatz zu BJTs sind FETs hauptsächlich spannungsgesteuerte Geräte. FETS haben auch höhere Eingangsimpedanzen als ihr BJT-Gegenstück.
Unten sehen Sie eine einfache FET-Schaltung (genauer gesagt vom Typ MOSFET). Bei genauerem Hinsehen erkennt man, dass die Stromquelle VDD ist, das den Drain-Pin mit Strom versorgt.
Man geht davon aus, dass der Begriff VDD traditionell aus der Erkenntnis stammt, dass diese Quelle die Drain-Spannung oder VD liefert.
Die doppelte DD-Notation unterscheidet VDD (die Stromquelle des Drains des Transistors) von VD (der Spannung am Drain-Pin).
Darüber hinaus sehen Sie das VDD-Symbol mit den Stromanschlüssen einiger ICs verbunden, insbesondere der neueren.
Diese Chips nutzen eine effizientere Fertigungstechnologie mit FETs. Mit FETs hergestellte ICs sind temperaturbeständiger, haben eine höhere Transistorpackungsdichte und sind einfacher herzustellen.
Unten sehen Sie ein Beispiel für einen Chip, einen Mikrocontroller namens PIC16F877A von Microchip Technology, der FET-Herstellungstechniken verwendet.
Was ist die Langform von VSS in der Elektronik?
Wie VDD kommt VSS von einem anderen Pin des FET-Geräts, der Quelle genannt wird. Die Spannung an diesem Quellpin wird VS oder Quellspannung genannt.
VSS versorgt diesen Quellpin mit Strom oder Masse. Das doppelte SS am VSS-Term unterscheidet die VSS-Versorgung von VS oder Quellspannung.
Beachten Sie, dass VSS in einer grundlegenden N-Kanal-FET-Konfiguration der Masse entsprechen kann.
Ähnlich wie bei VDD finden Sie auf vielen modernen Chips das VSS-Symbol als Stromquelle. Schaltungsentwickler verbinden diese Pins normalerweise mit GND oder einem negativen Potential.
Wie bereits zuvor im Zusammenhang mit VDD erläutert, basieren diese Chips intern im Allgemeinen auf moderner FET-Technologie.
Der Beispiel-Mikrocontroller-IC PIC16F877A hat VSS als Masseanschluss, wie unten zu sehen.
Wenn Sie diesen Chip in einem Schaltkreis einsetzen, werden Ihnen die Verbindungen zwischen VDD und VSS gezeigt. Unten legt der Schaltkreis +5 V an VDD an, das damit die VDD-Pins der MCU versorgt.
Die Schaltung versorgt die VSS-Pins der MCU mit Masse oder Nullpotential. Diese Beispielschaltung lässt eine LED mithilfe eines Mikrocontrollers blinken.
Um diese Aufgabe zu erfüllen, wird zusätzlich eine Firmware auf die MCU gebrannt. Beachten Sie, dass das Massepotential der Schaltung vollständig an VSS gebunden ist.
Fazit
Sie haben hier die Begriffe VCC, VDD, VEE und VSS gelernt. Meistens handelt es sich dabei um Stromversorgungspins, die einen elektronischen Schaltkreis oder Chip mit Strom versorgen.
VCC wurde aus der Kollektorspannung eines BJT, VDD aus der Drainspannung eines FET, VEE aus der Emitterspannung eines BJT und VSS aus der Sourcespannung eines FET abgeleitet.
Denken Sie auch daran, dass die VEE- und VSS-Pins zwar meist mit der Masse verbunden sind, je nach Anwendung Ihrer Schaltkreise jedoch auch ein negatives Potenzial haben können.