傳輸門和三態門什么區別
三態門就是指輸出有三種狀態(0,1,高阻)的門。傳輸門就是指可以控制通路通斷的門,導通時,一端的信號可以傳到另一端,不導通時,一端信號不能傳到另一端。兩者不是對等關系,數字電路中三態門可以有各種實現方法,其中一種就是用傳輸門實現。
注:高阻態(Z態)指的就是門的輸出腳的兩個驅動TTL或MOS管(即上拉網絡和下拉網絡)都處于截止狀態時的輸出狀態。
三態門
三態門(Three-stategate)是一種重要的總線接口電路。
三態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。高阻態相當于隔斷狀態(電阻很大,相當于開路)。
三態門結構高阻態是一個數字電路里常見的術語,指的是電路的一種輸出狀態,既不是高電平也不是低電平,如果高阻態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。高阻態的意義在于實際電路中不可能斷開電路。三態電路的輸出邏輯狀態的控制,是通過一個輸入引腳實現的。
三態門都有一個EN控制使能端,來控制門電路的通斷。可以具備這三種狀態的器件就叫做三態器件。當EN有效時,三態電路呈現正常的“0”或“1”的輸出;當EN無效時,三態電路給出高阻態輸出。
三態門在雙向端口中運用時,如圖1所示,設置Z為控制項,當Z=1時,三態門呈高阻狀態,上面的線路不通只能輸入,當Z=0時,三態門呈正常高低電平的輸出狀態,可輸出,即O路通。三態門是一種擴展邏輯功能的輸出級,也是一種控制開關。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。通常在數據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,相當于沒有接在總線上,不影響其它器件的工作。
三態門的三態介紹及特點
三態是指:高電平、低電平、高阻態。
三態門有三種輸出狀態:輸出高電平、輸出低電平和高阻狀態,前兩種狀態為工作狀態,后一種狀態為禁止狀態。值得注意的是,三態門不是具有三種邏輯值。在工作狀態下,三態門的輸出可為邏輯‘0’或者邏輯‘1’;在禁止狀態下,其輸出呈現高阻態,相當于開路。
三態門有廣泛的應用,利用三態門可以實現線與,也被廣泛應用于總線傳送。總線傳送時,為了保證數據傳送的準確性,任意時刻,n個三態門的控制端只能有一個為1,其余均為0,而三態門利用高阻態可以很好的實現這一特性。
傳輸門
CMOS傳輸門(TransmissionGate)是一種既可以傳送數字信號又可以傳輸模擬信號的可控開關電路。CMOS傳輸門由一個PMOS和一個NMOS管并聯構成,其具有很低的導通電阻(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。CMOS傳輸門由一個P溝道和一個N溝道增強型MOSFET并聯而成,如下圖所示。
cmos傳輸門工作原理
TP和TN是結構對稱的器件,它們的漏極和源極是可互換的。設它們的開啟電壓|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范圍內的任意值時,TN不導通。同時、TP的柵壓為+5V,TP亦不導通。可見,當C端接低電壓時,開關是斷開的。為使開關接通,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,TN導通。同時TP的棚壓為-5V,vI在-3V到+5V的范圍內TP將導通。
由上分析可知,當vI《-3V時,僅有TN導通,而當vI》+3V時,僅有TP導通當vI在-3V到+3V的范圍內,TN和TP兩管均導通。
進一步分析還可看到,一管導通的程度愈深,另一管的導通程度則相應地減小。換句話說,當一管的導通電阻減小,則另一管的導通電阻就增加。由于兩管系并聯運行,可近似地認為開關的導通電阻近似為一常數。這是CMOS傳輸出門的優點。在正常工作時,模擬開關的導通電阻值約為數百歐,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系,因而它們常用作模擬開關。模擬開關廣泛地用于取樣——保持電路、斬波電路、模數和數模轉換電路等。在數字邏輯電路設計中,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。
傳輸門的應用
(1)門控振蕩器
如圖3所示,當c為“1”時,TG導通電路振蕩,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。如圖5程控放大器
圖5程控放大器
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