電路常識性概念之——三態門與高阻態的概念及應用

我們都知道，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(電阻很大，相當于開路)。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。

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。高阻態的重要作用之一就是I/O(輸入/輸出)口在輸入時讀入外部電平用。

高阻態相當于該門和它連接的電路處于斷開的狀態。(因為實際電路中你不可能去斷開它，所以設置這樣一個狀態使它處于斷開狀態)。三態門是一種擴展邏輯功能的輸出級，也是一種控制開關。主要是用于總線的連接，因為總線只允許同時只有一個使用者。通常在數據總線上接有多個器件，每個器件通過OE/CE之類的信號選通。如器件沒有選通的話它就處于高阻態，相當于沒有接在總線上，不影響其它器件的工作。

如果你的設備端口要掛在一個總線上，必須通過三態緩沖器。因為在一個總線上同時只能有一個端口作輸出，這時其他端口必須在高阻態，同時可以輸入這個輸出端口的數據。所以你還需要有總線控制管理，訪問到哪個端口，那個端口的三態緩沖器才可以轉入輸出狀態，這是典型的三態門應用。 如果在線上沒有兩個以上的輸出設備, 當然用不到三態門，而線或邏輯又另當別論了。

高阻態這是一個數字電路里常見的述語，指的是電路的一種輸出狀態，既不是高電平也不是低電平，如果高阻態再輸入下一級電路的話，對下級電路無任何影響，和沒接一樣，如果用萬用表測的話有可能是高電平也有可能是低電平，隨它后面接的東西定。

高阻態的實質：電路分析時高阻態可做開路理解。你可以把它看作輸出(輸入)電阻非常大。他的極限可以認為懸空。也就是說理論上高阻態不是懸空，它是對地或對電源電阻極大的狀態。而實際應用上與引腳的懸空幾是一樣的。(當門電路的輸出上拉管導通而下拉管截止時，輸出為高電平;反之就是低電平;如上拉管和下拉管都截止時，輸出端就相當于浮空(沒有電流流動)，其電平隨外部電平高低而定，即該門電路放棄對輸出端電路的控制 )

典型應用：

1、在總線連接的結構上。總線上掛有多個設備，設備于總線以高阻的形式連接。這樣在設備不占用總線時自動釋放總線(放棄對總線的使用)，以方便其他設備獲得總線的使用權。

2、大部分單片機I/O使用時都可以設置為高阻輸入，如陵陽，AVR等等。高阻輸入(類似于CMOS輸入阻抗)可以認為輸入電阻是無窮大的，認為I/O對前級影響極小，而且不產生電流(不衰減)，而且在一定程度上也增加了芯片的抗電壓沖擊能力。