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特殊输出逻辑门:互补输出、三态门与双向开关

互补输出门

许多设计中工程师需要单一逻辑元件同时提供反相与非反相输出。经典例是单输入缓冲器兼反相器,提供分离端子对应各功能。

同时输出与与非结果的双输入门也存在。此类器件称互补输出门。

标准符号为基本门形加横杠和两输出线。互补符号阵列如下:

特殊输出逻辑门:互补输出、三态门与双向开关

互补门优势

互补门在空间紧张的密集电路中极宝贵。省去额外反相器IC,节省板级面积降低元件数。

因反相与非反相输出几乎同时翻转,两者间无显著传播延迟。此特性对时序敏感应用至关重要。

特殊输出逻辑门:互补输出、三态门与双向开关

三态门

三态输出可呈三种截然不同状态:驱动逻辑低(灌电流)、驱动逻辑高(拉电流)、或悬空(高阻态)。常通过额外控制引脚“使能”加于缓冲门。

使能高(逻辑1)时,缓冲器表现如普通推挽级。使能低(逻辑0)时,输出变高阻,有效将门与电路断开。

原理图中,三态缓冲器用门符号内三角形表示:

特殊输出逻辑门:互补输出、三态门与双向开关

某些厂商提供反相使能版,使能高时进入高阻:

特殊输出逻辑门:互补输出、三态门与双向开关

双向开关

双向开关是由MOSFET构成的固态SPST器件。导通态电阻仅几百欧;关断态电阻升至数百兆欧。

原理图中呈矩形带控制引脚和两端子,类似继电器但无运动部件。因半导体器件,避免机械弹跳、电弧、振动等问题。

但双向开关电流承载有限,信号电压须保持在开关IC供电轨内。

4066 IC含四独立双向开关:

特殊输出逻辑门:互补输出、三态门与双向开关

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