Выходные буферные схемы

Существуют два типа схем буферных устройств, широко используемых в микро-ЭВМ. Это схемы со свободным коллектором и схемы с тремя состояниями (тристабильные схемы).

Схемы со свободным (открытым) коллектором

Схемы со свободным коллектором широко используются в микро-ЭВМ. Двухвходовая TTL-схема со свободным коллектором, выполняющая операцию И-НЕ, показана на рис. 2.33. Можно увидеть, что в схеме со свободным коллектором отсутствуют элементы, включенные в коллекторную цепь стандартной TTL-схемы И-НЕ. Если выходы двух стандартных TTL-схем соединены вместе и один из них имеет низкий, а Другой — высокий потенциал, то цепь от источника Е_к к земле проходит через выходной транзистор с низким потенциалом. В результате появляется избыточный ток (30—40 мА), протекающий в этом транзисторе. Величина тока такова, что приводит к превышению номинального значения потребляемой мощности. Следовательно, объединение выходов двух или более стандартных схем И-НЕ недопустимо.

Рис. 2.33. Схема TTL со свободным коллектором, реализующая операцию И-НЕ

TTL-схемы со свободным коллектором обычно работают с использованием согласующего резистора (2 кОм), включаемого между коллектором выходного транзистора и Е_к. Схема работает как обычная схема И-НЕ. Если два или более выхода таких схем Уединены параллельно, то достаточно одного согласующего резистора 2 кОм, т. е. коллекторы всех схем, соединенные вместе, подключаются к Е_к через этот резистор, и нежелательных последствий для схем нет. Для двух схем И-НЕ, соединенных вместе, их общий вывод

где A, B, C, и D – соответственно входы каждой из двух схем И-НЕ. Условное обозначение этого узла показано на рис. 2.34. Эта схема обычно называется монтажным либо точечным ИЛИ.

Рис 2.34. Условное обозначение схемы «Монтажное ИЛИ»

Тристабильные схемы

Тристабильная схема отличается тем, что ее выход может иметь три различных состояния. С TTL – схемами она может работать как обычная схема, имеющая относительно низкие выходные сопротивления в состояниях логический 0 и логическая 1, когда на управляющий вход схемы подан высокий потенциал. Треть состояние, характеризующиеся очень высоким выходным сопротивлением, имеет место при подаче на управляющий вход низкого потенциала. Типичная тристабильная схема TTL показана на рис. 2.35. Когда управляющий вход имеет низкий потенциал (заземлен), управляющий ток уходит из Т₁ иТ₂, что вызывает появление третьего состояния. Если управляющий вход имеет высокий потенциал, то схема работает как обычный инвертор. Таблица истинности 2.12 иллюстрирует работу этой схемы.

Таблица 2.12. Таблица истинности для тристабильного инвертора.