Выход «с тремя состояниями»

(О выходах с тремя состояниями: Угрюмов-2изд, стр.27, 28 djvu)

В сложном цифровом устройстве, таком, как цифровой компьютер, структура тракта обработки может быть существенно более сложной. В частности, на (многоразрядный) вход КЦ необходимо бывает подавать данные в разные моменты времени от разных источников.

Соединять в одной точке выходы обычных КМОП элементов недопустимо, так как возникает логический и электрический конфликт.

Ранее уже была рассмотрена схемотехника выходных каскадов ЛЭ «с открытым стоком» (ОС). Она позволяет соединять в одной точке несколько выходов ОС.

Существует другой вариант схемотехники выхода ЛЭ, который также позволяет соединять выходы нескольких источников логического сигнала и избегать конфликтов.

Такой элемент имеет кроме состояний лог.0 и лог.1 состояние «отключено», в котором ток, формируемый выходом пренебрежимо мал (мала выходная проводимость, т.е. очень велико выходное сопротивление). Для перевода в это состояние элемент имеет специальный вход OE (Output Enable). При низком (нулевом) сигнале на входе OE выходные транзисторы оказываются отсоединенными от источника питания.

Некоторые микросхемы, содержащие регистры, используют такую схемотехнику. Это позволяет объединять выходы нескольких регистров, однако накладывает на разработчика цифровой системы обязанность обеспечить такие значения сигналов OE, чтобы все (кроме одного) выходы находились в отключенном состоянии.

На рис. а) изображена типовая структура регистра, имеющего выходы с тремя состояниями, с параллельной синхронной записью (управляющий вход С), с возможностью сброса всех разрядов, а также его условное графическое обозначение (б).

Пример подобного элемента в серии CD4000 – регистр CD40373 (можно посмотреть в справочной подсистеме программы Multisim).