5.5. Логические элементы с тремя состояниями выхода

Принцип работы ЛЭ с тремя состояниями выхода (Three-State Output) был рассмотрен в § 5.4. Например, схема драйвера с тремя состояниями выхода (рис. 5.58) может выдавать значения сигнала где Z означает высокоимпедансное состояние -состояние) выхода при В Z-состоянии выход имеет неопределенное значение, называемое плавающим потенциалом (floating potential). При переключении ЛЭ плавающий потенциал может принимать значения от до в зависимости от заряда-разряда емкости нагрузки или паразитных емкостей. Логические элементы с тремя состояниями выхода используются для реализации операции "монтажное ИЛИ" и имеют, как правило, повышенную нагрузочную способность.

Рис. 5.58

Логические элементы с тремя состояниями выхода.

Да рис. 5.59,а показана реализация операции "монтажное ИЛИ" на (символом обозначаются выходы, имеющие -состояние, символом мощный выход). В отличие от реализации этой операции на ЛЭ с открытым коллекторным выводом здесь следует учитывать существенное ограничение — в любой момент времени может быть включен только один ЛЭ, а Выходы всех остальных ЛЭ должны находиться в Z-состоянии. Это ограничение связано с тем, что при противофазном активном состоянии выходов двух ЛЭ выходной ток ЛЭ с уровнем выходного сигнала протекал бы через выходной каскад ЛЭ с уровнем выходного сигнала только частично поступая в полезную внешнюю нагрузку. В такой ситуации возможен разогрев ИС и выход ее из строя. На рис. 5.59,а указанное ограничение учтено включением ЛЭ НЕ, что обеспечивает подачу сигнала только на один из ЛЭ с тремя состояниями выхода. Каждый ЛЭ в отдельности выполняет функцию

Вся же схема описывается мультиплексной функцией

реализованной с помощью операции "монтажное ИЛИ".

Рис. 5.58

Третье состояние выхода можно исключить подключением резистора между выходом и полюсом питания что дает возможность использовать управляющий сигнал в качестве логической переменной переключательной функции, выполняемой ЛЭ. Так, на рис. при наличии резистора описывается функцией

В КМОП-сериях также выпускаются ЛЭ с тремя состояниями выхода (рис. 5.60):

CD4048B - многофункциональный ЛЭ, описываемый переключательной функцией

MC14506UB - два стробируемых выполняющих функции

Рис. 5.58

В дальнейшем для компактности вентили (повторители и -состоянием выхода на структурных схемах будут обозначаться треугольниками, как показано на рис. 5.61,а. [Принципиальная схема показана на рис. 5.61, б. Входы используются для селекции выполняемой функции а вход для расширения функции по ИЛИ. На этот вход для увеличения числа Аргументов до 16 подается сигнал с выхода такой же ИС.

Рис. 5.61