三态门有一个信号控制端en_数字电路可控门电路原理（三态/同相/反相、缓冲/驱动电路）...

普通门电路，对输入信号是被动传输的。而可控门电路，则有一定的主动权，输入信号到了“门口”，是放行(正常传输)，还是阻止(处于阻断状态)，则由开、关门控制信号说了算。说白了，这种可控门，起码有两种状态，“开门”和“关门”状态。相对于普通门，多一个“关门”状态。

对此种数字电路的定义概念较多，如题目括号中所示。其输出级电路具三态特性。何谓三态？需从数字电路芯片的输出级结构来谈起。

图1-1 数字门电路输出级的三种结构形式

普通数字门电路的输出级电路，常用a电路形式，因内部Q1、Q2仅工作于饱和和截止两种工作状态，电路实质上相当于一刀两掷的高、低电平切换开关，要求接通电阻越小越好(传输电压信号时可忽略接通电阻/电压降)，无论输出高、低电平，均为低阻状态。

b电路形式(开路集成极输出)，称为高电压大电流器件，具备一定的功率驱动能力，如可以直接驱动继电器，典型器件如ULN2003A等，而外部负载电源可以另供为高电压(如24V或48V)，以适应负载电源电压要求。

c电路形式，则除了高、低电平的低阻状态，还存在第三种状态：高阻态。如图1-2所示。

图1-2 三态式输出级的三种工作状态

其输出级Q1、Q2基极输入的是两路独立电平信号：

a态：当Q1导通时，相当于输出端与+5V接通，输出为高电平(低阻态1)；b态：Q2导通时，输出端相当于与供电地接通，输出为低电平(低阻态2)；c态：当控制信号俱为0时，Q1、Q2均处于截止状态，此时OUT输出端相当于“悬空”——高阻态(与内部电路失掉联系)。有两个问题：

1、处于高阻状态时，检测OUT端应该为什么电平？高阻态有何意义？

这与电路设计者的考虑——后级电路的输入要求相关。处于高阻态时，其输出电压状态的高、低完全由设计者决定——由接入偏置(上拉、或上拉电阻)电路来决定之。

图1-3 三态式输出级的三种工作状态

a电路，在高阻态其输出端取决于R1电路形式，为5V高电平。此高电平内部电路无关；b电路，在高阻态则由R2的下拉作用，使输出端为低电平，同样与输出级电路无关；c电路，为一个偏置电路实例，当电路设计要求在静态时，光电耦合器PC1处于截止状态，电路的安全性能更有保障时，接入R1上接电阻，使电路静态时，PC1无导通条件，显然更为合理和可靠。

因而电路的第三态——高阻态的出现，其意义如下：

1)可由设计者任意决定输出的高、低电平状态(与输出信号无关)；

2)当多组器件输出端需要并联(如信号总线模式)时，只有“需要动作”的器件工作模式为高、低电平(指低阻)态，而“闲置”电路，则处于高阻态，从而不会影响总线电平，不会影响有用信号。

2、什么情况下输出端会进入高阻态？三态门与普通门的区别？

以74HC240电路(八反相缓冲器/线驱动器/线接收器)为例加以说明。

图1-4 三态式输出级的三种工作状态

从上图可看出，芯片内含8路反相器电路，与普通反相器电路相比较，每路反相器除输入、输出端外，多出一个OE控制端。当OE端为低电平时，电路处于“开门”即通态，相当于普通反相器的功能；当OE端为高电平时，传输状态被阻断，输出端处于高阻状态。

显然，与普通门电路相比，可控门(为反相器或同相器)电路，多出一个OE控制端——“开、关门”信号输入端。信号的传输不但与输入信号状态相关，而且与OE控制端的状态相关。

以74HC240为例，当信号传输异常时，对可控门的故障检修需注意：

输入信号无，查前级电路；

控制端是否有“关门”信号存在，即1、19脚是否变为高电平？是，查OE端控制信号来源；

芯片本身损坏。当输入信号与控制端电平状态都正常时，落实至芯片本身。

常见三态同相/反相可控门电路型号为74HC240(八反相可控门)、74HC244(八同相可控门)、74HC365(六同相可控门)、75HC366(六反相可控门)。以74HC240为例：该器件斜对角10、20脚为电源引脚，除信号输入、输出引脚外，尚有两个OE控制端(1、19脚)，每个OE端分别控制四路反相器电路的开、关门。

通常，普通门与三态门为基本逻辑电路，在些基础上，将普通门电路进行有序搭接，可组成复杂的组合型逻辑电路。近年来，MCU、DSP、PIC和JTAG等器件技术的完善，在一定程度上取代了组合逻辑电路(完成同一逻辑功能，采用MCU更为简洁，用软件方法即可完成——用程序行来代替了大片的硬件数字信号处理电路)。

来源：中华工控网，转载请注明出处。

发布本文仅供学习交流，可通过了解更多，访问原出处！