“缓冲”门
如果我们将两个反相门连接在一起,使一个的输出馈入另一个的输入,则两个反相函数将相互“抵消”,从而不会从输入到最终输出反相:
虽然这似乎是一件毫无意义的事情,但它确实有实际应用。请记住,门电路是信号放大器 ,无论它们可能执行什么逻辑功能。
弱信号源(无法向负载提供或吸收大量电流的信号源)可以通过两个逆变器(如上图中所示的一对)进行升压。逻辑电平不变,但如果需要,最终逆变器的全部电流源或灌电流能力可用于驱动负载电阻。
为此,一个称为缓冲区的特殊逻辑门 制造用于执行与两个逆变器相同的功能。它的符号只是一个三角形,输出端没有倒置的“气泡”:
集电极开路输出缓冲电路
典型的集电极开路缓冲器的内部原理图与简单反相器的内部原理图没有太大区别:仅增加了一个共发射极晶体管级来重新反相输出信号。
“高”输入分析
让我们针对两种情况分析该电路:输入逻辑电平“1”和输入逻辑电平“0”。首先,一个“高”(1)输入:
与之前的逆变器电路一样,“高”输入不会通过 Q1 的左转向二极管(发射极到基极 PN 结)导通。 R1 的所有电流都通过晶体管 Q2 的基极,使其饱和:
Q2 饱和会导致 Q3 也饱和,从而导致最终输出晶体管 Q4 的基极和发射极之间的压降非常小。因此,Q4 将处于截止模式,不传导电流。
输出端子将是浮动的(既不接地也不接地 Vcc),这相当于下一个 TTL 门的输入端的“高”状态,该门馈入。因此,“高”输入给出“高”输出。
“低”输入分析
对于“低”输入信号(输入端子接地),分析如下所示:
现在所有 R1 的电流都通过输入开关转移,从而消除了通过 Q2 的基极电流。这迫使晶体管 Q2 截止,这样也没有基极电流通过 Q3。
与 Q3 截止一样,Q4 将被通过电阻器 R4 的电流饱和,从而将输出端子连接到地,使其成为“低”逻辑电平。因此,“低”输入给出“低”输出。
图腾柱输出晶体管示意图
带有图腾柱输出晶体管的缓冲电路的原理图稍微复杂一些,但基本原理,当然还有真值表,与集电极开路电路相同:
评论:
- 两个反相器或“非”门“串联”连接以便反相,然后再反相,一个二进制位执行缓冲器的功能。缓冲门仅起到信号放大的作用:取一个不能提供或吸收大量电流的“弱”信号源,并提高信号的电流容量,以便能够驱动负载。
- 缓冲电路用三角形符号表示,没有反相器“气泡”。
- 缓冲器(如逆变器)可以采用集电极开路输出或图腾柱输出形式。
相关工作表:
- TTL 逻辑门工作表
工业技术