傳輸門和三態(tài)門什么區(qū)別
三態(tài)門就是指輸出有三種狀態(tài)(0,1,高阻)的門。傳輸門就是指可以控制通路通斷的門,導(dǎo)通時,一端的信號可以傳到另一端,不導(dǎo)通時,一端信號不能傳到另一端。兩者不是對等關(guān)系,數(shù)字電路中三態(tài)門可以有各種實現(xiàn)方法,其中一種就是用傳輸門實現(xiàn)。
注:高阻態(tài)(Z態(tài))指的就是門的輸出腳的兩個驅(qū)動TTL或MOS管(即上拉網(wǎng)絡(luò)和下拉網(wǎng)絡(luò))都處于截止狀態(tài)時的輸出狀態(tài)。
三態(tài)門
三態(tài)門(Three-stategate)是一種重要的總線接口電路。
三態(tài)指其輸出既可以是一般二值邏輯電路,即正常的高電平(邏輯1)或低電平(邏輯0),又可以保持特有的高阻抗狀態(tài)。高阻態(tài)相當于隔斷狀態(tài)(電阻很大,相當于開路)。
三態(tài)門結(jié)構(gòu)高阻態(tài)是一個數(shù)字電路里常見的術(shù)語,指的是電路的一種輸出狀態(tài),既不是高電平也不是低電平,如果高阻態(tài)再輸入下一級電路的話,對下級電路無任何影響,和沒接一樣,如果用萬用表測的話有可能是高電平也有可能是低電平,隨它后面接的東西定。
處于高阻抗狀態(tài)時,輸出電阻很大,相當于開路,沒有任何邏輯控制功能。高阻態(tài)的意義在于實際電路中不可能斷開電路。三態(tài)電路的輸出邏輯狀態(tài)的控制,是通過一個輸入引腳實現(xiàn)的。
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)器件。當EN有效時,三態(tài)電路呈現(xiàn)正常的“0”或“1”的輸出;當EN無效時,三態(tài)電路給出高阻態(tài)輸出。
三態(tài)門在雙向端口中運用時,如圖1所示,設(shè)置Z為控制項,當Z=1時,三態(tài)門呈高阻狀態(tài),上面的線路不通只能輸入,當Z=0時,三態(tài)門呈正常高低電平的輸出狀態(tài),可輸出,即O路通。三態(tài)門是一種擴展邏輯功能的輸出級,也是一種控制開關(guān)。主要是用于總線的連接,因為總線只允許同時只有一個使用者。通常在數(shù)據(jù)總線上接有多個器件,每個器件通過OE/CE之類的信號選通。如器件沒有選通的話它就處于高阻態(tài),相當于沒有接在總線上,不影響其它器件的工作。
三態(tài)門的三態(tài)介紹及特點
三態(tài)是指:高電平、低電平、高阻態(tài)。
三態(tài)門有三種輸出狀態(tài):輸出高電平、輸出低電平和高阻狀態(tài),前兩種狀態(tài)為工作狀態(tài),后一種狀態(tài)為禁止狀態(tài)。值得注意的是,三態(tài)門不是具有三種邏輯值。在工作狀態(tài)下,三態(tài)門的輸出可為邏輯‘0’或者邏輯‘1’;在禁止狀態(tài)下,其輸出呈現(xiàn)高阻態(tài),相當于開路。
三態(tài)門有廣泛的應(yīng)用,利用三態(tài)門可以實現(xiàn)線與,也被廣泛應(yīng)用于總線傳送。總線傳送時,為了保證數(shù)據(jù)傳送的準確性,任意時刻,n個三態(tài)門的控制端只能有一個為1,其余均為0,而三態(tài)門利用高阻態(tài)可以很好的實現(xiàn)這一特性。
傳輸門
CMOS傳輸門(TransmissionGate)是一種既可以傳送數(shù)字信號又可以傳輸模擬信號的可控開關(guān)電路。CMOS傳輸門由一個PMOS和一個NMOS管并聯(lián)構(gòu)成,其具有很低的導(dǎo)通電阻(幾百歐)和很高的截止電阻(大于10^9歐)。
所謂傳輸門(TG)就是一種傳輸模擬信號的模擬開關(guān)。CMOS傳輸門由一個P溝道和一個N溝道增強型MOSFET并聯(lián)而成,如下圖所示。
cmos傳輸門工作原理
TP和TN是結(jié)構(gòu)對稱的器件,它們的漏極和源極是可互換的。設(shè)它們的開啟電壓|VT|=2V且輸入模擬信號的變化范圍為-5V到+5V。為使襯底與漏源極之間的PN結(jié)任何時刻都不致正偏,故TP的襯底接+5V電壓,而TN的襯底接-5V電壓。兩管的柵極由互補的信號電壓(+5V和-5V)來控制,分別用C和!C表示。
傳輸門的工作情況如下:當C端接低電壓-5V時TN的柵壓即為-5V,vI取-5V到+5V范圍內(nèi)的任意值時,TN不導(dǎo)通。同時、TP的柵壓為+5V,TP亦不導(dǎo)通。可見,當C端接低電壓時,開關(guān)是斷開的。為使開關(guān)接通,可將C端接高電壓+5V。此時TN的柵壓為+5V,vI在-5V到+3V的范圍內(nèi),TN導(dǎo)通。同時TP的棚壓為-5V,vI在-3V到+5V的范圍內(nèi)TP將導(dǎo)通。
由上分析可知,當vI《-3V時,僅有TN導(dǎo)通,而當vI》+3V時,僅有TP導(dǎo)通當vI在-3V到+3V的范圍內(nèi),TN和TP兩管均導(dǎo)通。
進一步分析還可看到,一管導(dǎo)通的程度愈深,另一管的導(dǎo)通程度則相應(yīng)地減小。換句話說,當一管的導(dǎo)通電阻減小,則另一管的導(dǎo)通電阻就增加。由于兩管系并聯(lián)運行,可近似地認為開關(guān)的導(dǎo)通電阻近似為一常數(shù)。這是CMOS傳輸出門的優(yōu)點。在正常工作時,模擬開關(guān)的導(dǎo)通電阻值約為數(shù)百歐,當它與輸入阻抗為兆歐級的運放串接時,可以忽略不計。
邏輯功能
MOSFET的輸出特性在原點附近呈線性對稱關(guān)系,因而它們常用作模擬開關(guān)。模擬開關(guān)廣泛地用于取樣——保持電路、斬波電路、模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路等。在數(shù)字邏輯電路設(shè)計中,傳輸門左端為輸入,右端為輸出,上端C反、下端C為控制端,當C反為0,C為1時TG門開通,此時右端輸出out=左端輸入in。
傳輸門的應(yīng)用
(1)門控振蕩器
如圖3所示,當c為“1”時,TG導(dǎo)通電路振蕩,VO輸出矩形波;當c為“O”時,TG截止,電路停止振蕩。
圖3門控振蕩器
(2)程控脈沖振蕩器
如果要獲得不同頻率矩形波可采用如圖4所示的電路,只要對A、B、C加入不同的電平控制,即可獲得不同頻率的矩形波。
圖4程控脈沖振蕩器
(3)程控運算放大器
傳輸門可以傳輸數(shù)字信號,也可以傳輸模擬信號,在運算放大器的反饋部分采用程控方式,可以改變放大器的電壓放大倍數(shù)。如圖5程控放大器
圖5程控放大器
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