OC门和三态门相关知识.doc

OC门和三态门      (双击自动滚屏)

集电极开路门电路（OC门）
在TTL与非门电路中将T4解掉换成电阻Rc（如下图）：

    动画演示图下：

其逻辑功能并没有改变，仍有
A=B=1， T5导通，输出端为低电平Y=0。
A、B中只要有一个0， T5截止，输出端为高电平5V（TTL与非门输出高电平YvOH＝3.6V），Y=1。
由R4取代T4，显然逻辑功能未变，但速度大为降低。
把R4不做在集成电路的内部（T5的集电极处于开路状态），使用OC门集成块时，用户必须选定合适的阻值，将Rc接到门的输出端与电源之间，该OC门才能具有稳定的逻辑功能（如不把Rc接进去，任其集电极开路，该电路不具备正常的逻辑功能）。这种电路称为集电极开路门电路——简称OC门。用如下符号表示：

OC门的最大特点是具有线与功能。几个OC门共用一个Rc（输出端并接在一起），其输出为单个OC门输出之积（与）。

可以等于也可以大于vcc。
三态输出门电路（TS（Three-state output Gate）门）

上图为三态门输出门电路的原理图。在图中，如果将虚线方框内的两个反相器和一个二极管剪掉，剩下的部分就是典型的TTL与非门电路。
所谓三态是指输出端而言。普通的TTL与非门其输出极的两个晶体管T4、T5始终保持一个导通，另一个截止的推拉状态。T4导通，T5截止，输出高电平Y=1；T4截止，T5导通，输出低电平，Y=0。三态门除了上述两种状态外，又出现了T4、T5同时截止的第三种状态。因为晶体管截止时c、e之间是无穷大阻抗，输出端Y对地、对电源（vcc）阻抗无穷大。因此这第三种状态也称高阻状态。
现对三种状态进行分析：
控制信号可在EN处加入，也可在处加入：
EN＝0，＝1，则C=0，vB1=0.9V，vc2＝0.9V
vB4＝vc2＝0.9V，T4截止（T4导通的电位vB4>1.4V）
vB1=0.9V，T5截止，输出端Y为高阻状态。
EN＝1，＝0，C=1，对与非门另两个A、B输入端无影响，为正常的与非门电路。
当A＝B＝1，则T2、T5导通，vc2＝1.0V（前已分析）。二极管D处于反相截止状态（因为其阳极电压vc2＝1.0V，小于阴极C点电位vIH=3.4V），在电路中不起作用。
若A、B中有一个为0，则T2、T5截止，由于vc2＝vIH＋0.7＝4.1V，足够保证T4导通。即当EN＝1（＝0），二极管D在电路中不起作用，电路保持完整的与非门逻辑功能。
动画演示如下：

三态门逻辑符号如下：

EN＝1，                ＝0，
EN＝0， Y为高阻状态              ＝1，Y为高阻状态
常用逻辑门电路符号：

与门                         与非门                     非门（反相器）

Y=                              

OC与非门                                     三态与非门                    
（外接集电极电 C=1，                                     ＝0，
阻后 ）                   C=0，高阻                       ＝1，高阻

C=1，Y=A                                  ＝0，Y=A
C=0，Y高阻                                ＝1，Y高阻

C=1，                                     ＝0，
C=0，Y高阻                                      ＝1，Y高阻
或门                 或非门                      与或非门

什么是OC门？其主要功能是什么？各功能应用的注意事项有哪些？
悬赏分：0 - 解决时间：2007-1-15 10:12

提问者： qinyise - 二级
最佳答案
OC门，又称集电极开路（漏极开路）与非门门电路，Open Collector（Open Drain）。为什么引入OC门？

实际使用中,有时需要两个或两个以上与非门的输出端连接在同一条导线上，将这些与非门上的数据（状态电平）用同一条导线输送出去。因此，需要一种新的与非门电路--OC门来实现“线与逻辑”。

OC门主要用于3个方面：

1、

实现与或非逻辑，用做电平转换，用做驱动器。由于OC门电路的输出管的集电极悬空，使用时需外接一个上拉电阻Rp到电源VCC。OC门使用上拉电阻以输出高电平，此外为了加大输出引脚的驱动能力，上拉电阻阻值的选择原则，从降低功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大；从确保足够的驱动电流考虑应当足够小。

2、

线与逻辑，即两个输出端（包括两个以上）直接互连就可以实现“AND”的逻辑功能。在总线传输等实际应用中需要多个门的输出端并联连接使用，而一般TTL门输出端并不能直接并接使用，否则这些门的输出管之间由于低阻抗形成很大的短路电流（灌电流），而烧坏器件。在硬件上，可用OC门或三态门（ST门）来实现。 用OC门实现线与，应同时在输出端口应加一个上拉电阻。

3、

三态门（ST门）主要用在应用于多个门输出共享数据总线，为避免多个门输出同时占用数据总线，这些门的使能信号（EN）中只允许有一个为有效电平（如高电平），由于三态门的输出是推拉式的低阻输出，且不需接上拉（负载）电阻，所以开关速度比OC门快，常用三态门作为输出缓冲器。