什么是三態門? 三態邏輯與非門電路以及三態門電

三態門，是指邏輯門的輸出除有高、低電平兩種狀態外，還有第三種狀態——高阻狀態的門電路 高阻態相當于隔斷狀態。 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(門,總線,......).
舉例來說：
內存里面的一個存儲單元，讀寫控制線處于低電位時，存儲單元被打開，可以向里面寫入；當處于高電位時，可以讀出，但是不讀不寫，就要用高電阻態，既不是＋5v，也不是0v
計算機里面用 1和0表示是，非兩種邏輯，但是，有時候，這是不夠的，
比如說，他不夠富有但是他也不一定窮啊，她不漂亮，但也不一定丑啊，
處于這兩個極端的中間，就用那個既不是＋也不是―的中間態表示，叫做高阻態。
高電平,低電平可以由內部電路拉高和拉低。而高阻態時引腳對地電阻無窮,此時讀引腳電平時可以讀到真實的電平值.
高阻態的重要作用就是I/O(輸入/輸出)口在輸入時讀入外部電平用.

1. 三態門的特點

三態輸出門又稱三態電路。它與一般門電路不同，它的輸出端除了出現高電平、低電平外，還可以出現第三個狀態，即高阻態，亦稱禁止態，但并不是3個邏輯值電路。

2. 三態邏輯與非門

三態邏輯與非門如圖Z1123所示。這個電路實際上是由兩個與非門加上一個二極管D2組成。虛線右半部分是一個帶有源泄放電路的與非門，稱為數據傳輸部分，T5管的uI1、uI2稱為數據輸入端。而虛線左半部分是狀態控制部分，它是個非門，它的輸入端C稱為控制端，或稱許可輸入端、使能端。

當C端接低電平時，T4輸出一個高電平給T5 ，使虛線右半部分處于工作狀態，這樣，電路將按與非關系把uI1， uI2接受到的信號傳送到輸出端， 使uo或為高電平，或為低電平。

當C端接高電平時，T4輸出低電平給T5，使 T6、T7、T10 截止。另一方面，通過D2把T8的基極電位鉗在1v左右，使T9截止。由于T9、T10均截止，從輸出端u0看進去，電路處于高阻狀態。

三態邏輯與非門的邏輯符號如圖Z1124所示。其中（a）圖表示C端為高電平時為工作狀態，稱為高有效三態與非門。（b）圖表示C端為低電平時的工作狀態，稱為低有效三態與非門。在使用時應注意區分。

三態與非門的最重要的用途就是可向一條導線上輪流傳送幾組不同的數據和控制信號，如圖Z1125所示，這種方式在計算機中被廣泛采用。但需要指出，為了保證接在同一條總線上的許多三態門能正常工作，一個必要條件是，任何時間里最多只有一個門處于工作狀態，否則就有可能發生幾個門同時處于工作狀態，而使輸出狀態不正常的現象。

三態輸出門電路（TS（Three-state output Gate）門）

上圖為三態門輸出門電路的原理圖。在圖中，如果將虛線方框內的兩個反相器和一個二極管剪掉，剩下的部分就是典型的TTL與非門電路。

所謂三態是指輸出端而言。普通的TTL與非門其輸出極的兩個晶體管T₄、T₅始終保持一個導通，另一個截止的推拉狀態。T₄導通，T₅截止，輸出高電平Y=1；T₄截止，T₅導通，輸出低電平，Y=0。三態門除了上述兩種狀態外，又出現了T₄、T₅同時截止的第三種狀態。因為晶體管截止時c、e之間是無窮大阻抗，輸出端Y對地、對電源（v_cc）阻抗無窮大。因此這第三種狀態也稱高阻狀態。

現對三種狀態進行分析：

控制信號可在E_N處加入，也可在處加入：

E_N＝0，＝1，則C=0，v_B1=0.9V，v_c2＝0.9V

v_B4＝v_c2＝0.9V，T₄截止（T₄導通的電位v_B4>1.4V）

v_B1=0.9V，T₅截止，輸出端Y為高阻狀態。

E_N＝1，＝0，C=1，對與非門另兩個A、B輸入端無影響，為正常的與非門電路。

當A＝B＝1，則T₂、T₅導通，v_c2＝1.0V（前已分析）。二極管D處于反相截止狀態（因為其陽極電壓v_c2＝1.0V，小于陰極C點電位v_IH=3.4V），在電路中不起作用。

若A、B中有一個為0，則T₂、T₅截止，由于v_c2＝v_IH＋0.7＝4.1V，足夠保證T₄導通。

即當E_N＝1（＝0），二極管D在電路中不起作用，電路保持完整的與非門邏輯功能。

三態門邏輯符號如下：

E_N＝1， ＝0，

E_N＝0， Y為高阻狀態 ＝1，Y為高阻狀態

常用邏輯門電路符號：

與門 與非門 非門（反相器）

或門 或非門 與或非門

Y=

OC與非門 三態與非門

（外接集電極電 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

例題1：試確定下列各TTL門電路的輸出Y_i（i=1,……16）

確定左邊表格中Y₁₆的值。A、B、C三個控制變量能否取000，001，010，100四種組合？

例題2：試畫出Y₁、Y₂ 、Y₃ 、Y₄的波形。A、B的波形如下圖所示：

請讀者自行畫出Y₃ 、Y₄的波形。要求在半分鐘（30秒鐘）內完成。

三態門電路