Poorten met speciale output

Complementaire uitgangspoorten

Soms is het wenselijk om een ​​logische poort te hebben die zowel geïnverteerde als niet-geïnverteerde uitgangen levert. Bijvoorbeeld een poort met één ingang die zowel een buffer als een omvormer is, met een aparte uitgangsklem voor elke functie.

Of een poort met twee ingangen die zowel de EN- als de NAND-functie in één circuit biedt. Dergelijke poorten bestaan ​​en ze worden complementaire uitgangspoorten genoemd .

De algemene symboliek voor een dergelijke poort is de basispoortfiguur met een balk en twee uitgangslijnen die eruit steken. Een reeks complementaire poortsymbolen wordt getoond in de volgende afbeelding:

Gebruik van aanvullende poorten

Complementaire poorten zijn vooral handig in "overvolle" circuits waar er mogelijk niet genoeg fysieke ruimte is om de extra geïntegreerde circuitchips te monteren die nodig zijn om zowel geïnverteerde als niet-geïnverteerde uitgangen te leveren met behulp van standaardpoorten en extra omvormers. Ze zijn ook nuttig in toepassingen waar een complementaire uitgang van een poort nodig is, maar de toevoeging van een omvormer zou een ongewenste vertraging in de geïnverteerde uitgang veroorzaken ten opzichte van de niet-geïnverteerde uitgang.

Het interne circuit van gecomplementeerde poorten is zodanig dat zowel de geïnverteerde als niet-geïnverteerde uitgangen op bijna exact hetzelfde moment van status veranderen:

Tristaatpoorten

Een ander type speciale poortuitgang wordt tristate genoemd, omdat het de mogelijkheid heeft om drie verschillende uitgangsmodi te bieden:stroomafname ("laag" logisch niveau), stroombron ("hoog") en zwevend ("hoog-Z" of hoge impedantie ). Tristate-uitgangen zijn meestal te vinden als een optionele functie op bufferpoorten. Dergelijke poorten hebben een extra ingangsaansluiting nodig om de "high-Z" -modus te besturen, en deze ingang wordt meestal de enable genoemd .

Met de activeringsingang "hoog" (1) gehouden, werkt de buffer als een gewone buffer met een totempaaluitgangstrap:hij is in staat om zowel stroom op te nemen als te laten dalen. De uitgangsklem zweeft echter (gaat in "high-Z"-modus) als de enable-ingang ooit wordt geaard ("laag"), ongeacht het logische niveau van het datasignaal.

Met andere woorden, het inschakelen van de ingangsaansluiting "laag" (0) wordt effectief ontkoppeld de poort van waar de uitgang ook op is aangesloten, zodat het geen effect meer kan hebben.

Schematisch diagram en waarheidstabel van tristate buffers

Tristate-buffers worden in schematische diagrammen gemarkeerd door een driehoekje binnen het poortsymbool als volgt:

Tristate-bufferwerking met omgekeerde activeringsingangen

Tristate-buffers zijn ook gemaakt met omgekeerde activeringsingangen. Zo'n poort werkt normaal wanneer de activeringsingang "laag" (0) is en gaat naar de high-Z-uitgangsmodus wanneer de activeringsingang "hoog" is (1):

Bilaterale overstap

Een speciaal type poort bekend als de bilaterale schakelaar maakt gebruik van gate-gestuurde MOSFET-transistoren die fungeren als aan/uit-schakelaars om elektrische signalen, analoog of digitaal, te schakelen. De "aan"-weerstand van een dergelijke schakelaar ligt in het bereik van enkele honderden ohms, de "uit"-weerstand ligt in het bereik van enkele honderden mega-ohms .

Bilaterale schakelaars verschijnen in schema's als SPST-schakelaars (Single-Pole, Single-Throw) in rechthoekige dozen, met een bedieningsterminal aan een van de lange zijden van de doos:

Een bilaterale schakelaar kan het best worden gezien als een halfgeleiderversie van een elektromechanisch relais:een signaalgestuurd schakelcontact dat kan worden gebruikt om vrijwel elk type elektrisch signaal te geleiden. Natuurlijk heeft de bilaterale schakelaar, omdat hij in vaste toestand is, geen van de ongewenste eigenschappen van elektromechanische relais, zoals contact "stuiteren", vonken, lage snelheid of gevoeligheid voor mechanische trillingen.

Omgekeerd zijn ze echter eerder beperkt in hun stroomvoerende vermogen. Bovendien mag het signaal dat door het "contact" wordt geleid, niet hoger zijn dan de "rail" -spanningen van de voeding die het bilaterale schakelcircuit van stroom voorzien.

Vier bilaterale schakelaars zijn verpakt in het populaire model "4066" geïntegreerde schakeling:

BEOORDELING:

• Aanvullende poorten zowel geïnverteerde als niet-geïnverteerde uitgangssignalen leveren, zodanig dat geen van beide wordt vertraagd ten opzichte van de ander.
• Tristaat poorten bieden drie verschillende uitgangstoestanden:hoog, laag en zwevend (High-Z). Dergelijke poorten worden aangestuurd naar hun hoge-impedantie-uitgangsmodi door een aparte ingangsaansluiting, de enable genaamd.
• Bilaterale wissels zijn MOSFET-circuits die aan/uit-schakeling bieden voor een verscheidenheid aan elektrische signaaltypen (analoog en digitaal), bestuurd door spanningssignalen op logisch niveau. In wezen zijn het solid-state relais met een zeer laag vermogen om stroom te verwerken.

GERELATEERD WERKBLAD:

• Booleaanse algebra-werkblad