三態(tài)邏輯與非門基本輸出狀態(tài)及其應用電路解析

我們常說三態(tài)門，那么三態(tài)門到底是什么呢？三態(tài)又指的是哪三態(tài)呢？別急，接下來我會你具體講解什么是三態(tài)門，以及它的應用電路解析。

什么是三態(tài)門?

三態(tài)門，是指邏輯門的輸出除有高、低電平兩種狀態(tài)外，還有第三種狀態(tài)——高阻狀態(tài)的門電路 高阻態(tài)相當于隔斷狀態(tài)。 三態(tài)門都有一個EN控制使能端，來控制門電路的通斷。 可以具備這三種狀態(tài)的器件就叫做三態(tài)（門，總線，。..。..）。

舉例來說：

內(nèi)存里面的一個存儲單元，讀寫控制線處于低電位時，存儲單元被打開，可以向里面寫入；當處于高電位時，可以讀出，但是不讀不寫，就要用高電阻態(tài)，既不是＋5v，也不是0v

計算機里面用 1和0表示是，非兩種邏輯，但是，有時候，這是不夠的，

比如說，他不夠富有 但是他也不一定窮啊，她不漂亮，但也不一定丑啊，

處于這兩個極端的中間，就用那個既不是＋ 也不是―的中間態(tài)表示， 叫做高阻態(tài)。

高電平，低電平可以由內(nèi)部電路拉高和拉低。而高阻態(tài)時引腳對地電阻無窮，此時讀引腳電平時可以讀到真實的電平值。

高阻態(tài)的重要作用就是I/O（輸入/輸出）口在輸入時讀入外部電平用.

1.三態(tài)門的特點

三態(tài)輸出門又稱三態(tài)電路。它與一般門電路不同，它的輸出端除了出現(xiàn)高電平、低電平外，還可以出現(xiàn)第三個狀態(tài)，即高阻態(tài)，亦稱禁止態(tài)，但并不是3個邏輯值電路。

2. 三態(tài)邏輯與非門

三態(tài)邏輯與非門如圖Z1123所示。這個電路實際上是由兩個與非門加上一個二極管D2組成。虛線右半部分是一個帶有源泄放電路的與非門，稱為數(shù)據(jù)傳輸部分，T5管的uI1、uI2稱為數(shù)據(jù)輸入端。而虛線左半部分是狀態(tài)控制部分，它是個非門，它的輸入端C稱為控制端，或稱許可輸入端、使能端。

當C端接低電平時，T4輸出一個高電平給T5，使虛線右半部分處于工作狀態(tài)，這樣，電路將按與非關系把uI1，uI2接受到的信號傳送到輸出端， 使uo或為高電平，或為低電平。

當C端接高電平時，T4輸出低電平給T5，使T6、T7、T10截止。另一方面，通過D2把T8的基極電位鉗在1v左右，使T9截止。由于T9、T10均截止，從輸出端u0看進去，電路處于高阻狀態(tài)。

三態(tài)邏輯與非門的邏輯符號如圖Z1124所示。其中（a）圖表示C端為高電平時為工作狀態(tài)，稱為高有效三態(tài)與非門。（b）圖表示C端為低電平時的工作狀態(tài)，稱為低有效三態(tài)與非門。在使用時應注意區(qū)分。

三態(tài)與非門的最重要的用途就是可向一條導線上輪流傳送幾組不同的數(shù)據(jù)和控制信號，如圖Z1125所示，這種方式在計算機中被廣泛采用。但需要指出，為了保證接在同一條總線上的許多三態(tài)門能正常工作，一個必要條件是，任何時間里最多只有一個門處于工作狀態(tài)，否則就有可能發(fā)生幾個門同時處于工作狀態(tài)，而使輸出狀態(tài)不正常的現(xiàn)象。

三態(tài)的基本輸出端有哪些？

所謂三態(tài)是指輸出端而言。普通的TTL與非門其輸出極的兩個晶體管T4、T5始終保持一個導通，另一個截止的推拉狀態(tài)。T4導通，T5截止，輸出高電平Y(jié)=1；T4截止，T5導通，輸出低電平，Y=0。三態(tài)門除了上述兩種狀態(tài)外，又出現(xiàn)了T4、T5同時截止的第三種狀態(tài)。因為晶體管截止時c、e之間是無窮大阻抗，輸出端Y對地、對電源（vcc）阻抗無窮大。因此這第三種狀態(tài)也稱高阻狀態(tài)。

現(xiàn)對三種狀態(tài)進行分析：

三態(tài)門邏輯符號如下：

常用邏輯門電路符號：

與門與非門非門（反相器）

或門或非門與或非門

OC與非門三態(tài)與非門

三態(tài)門的應用電路解析

圖1是三態(tài)輸出與非門電路的電路結(jié)構(gòu)和邏輯圖形符號，與圖所示的普通TTL與非門比較，多了一個二極管D1，其中A、B是輸入端，EN時控制端，也稱使能端。

圖1 三態(tài)輸出與非門電路

控制端EN=1時，D1截止，與P端相連的T1的發(fā)射結(jié)也截止。三態(tài)門相當于一個常用的二輸入端與非門，輸出Y=，稱為正常工作狀態(tài)。

圖2 三態(tài)輸出與非門的應用

當控制端EN=0時，一方面使D1導通，UC2 = 0.7V，T4、D截止；另一方面使UB1=0.7V， T2、T3也截止。這時從輸出端Y看進去，對地和對電源都相當于開路，呈現(xiàn)高阻。所以稱這種狀態(tài)為高阻態(tài)。

這種EN=1時為正常工作狀態(tài)的三態(tài)門稱為高電平有效的三態(tài)門，邏輯圖形符號如圖1（b）所示。如果將圖1（a）中的EN端加上一個非門，則使能端EN=0時為正常工作狀態(tài)，EN=1時為高阻態(tài)，這種三態(tài)門稱為低電平有效的三態(tài)門，邏輯圖形符號如圖1（c）所示。

三態(tài)門的一個重要應用時可以實現(xiàn)用一跟導線輪流傳送幾個不同的數(shù)據(jù)或控制信號，如圖2所示，這根導線稱為母線或總線。只要讓各三態(tài)門的控制端輪流處于高電平，即任何時間只能有一個三態(tài)門處于工作狀態(tài)，而其余三態(tài)門處于高阻狀態(tài)，這樣總線就會輪流接受各三態(tài)門的輸出。這種用總線來傳送數(shù)據(jù)或者信息的方法，在計算機中被廣泛應用。