三态输出TTL门

OC门虽能实现多个门的输出并联使用，但由于在电源与门的输出之间串入了较大的电阻，因此OC门的负载能力及工作速度都有所降低。

⑴用高阻抗状态实现多个TTL门输出端并接

TTL与非门电路的V₃和V₄构成推拉式输出级。当输入数字信号，与非门处于正常工作状态时，V₃和V₄同时处于截止状态，这就意味着两个开关同时断开，既不与电源V_CC相连，也不与地相连，这时的TTL门具有高阻抗状态。显然允许这样的门电路输出并接。这是从寻求新状态来解决门的并联使用问题。它较之OC门更简单、工作速度高、负载能力强。在数字系统和计算机中都采用了这种方法。

⑵TTL三态门的实现

要使V₃ 与V₄同时处于截止，即要求V₃ 与V₄的基极同时加低电平。也就是与非门的输入端若有一个为低电平，则V₄必然截止；但是按原来电路结构却又必然使V₃导通，达不到同时截止的要求。若能将V₄基极也同接于低电平，V₃与V₄同时截止就能实现。图1（a）所示三态门电路即为这样的结构。图中E为控制端，A、B为数据输入端。

图1  三态门

(a)电路结构；（b）高电平使能三态门符号；（c）低电平使能三态门符号。

在这个电路中，V₃基极经二极管VD连到E端。当控制端E＝0时，V₂和V₄截止。同时，二极管VD正偏导通，将V₃的基极钳位在低电平，使V₃也处于截止状态，从而实现了V₃和V₄同时截止。输入端E为使能控制端，E＝0时与非门处于高阻状态。此门的输出除高电平、低电平之外，还有一个高阻状态，故称为三态输出（three state简称TS）门。

图1（a）电路在E＝1时为与非门的工作状态，所以称为控制端高电平有效（使能），其符号如图1（b）；也可以设计为低电平有效的情况，其符号如图1（c）所示，高电平控制的三态与非门的真值表如下

高电平使能的三态与非门真值表

三态的符号是在普通门符号输出端的框内加上“▽”。图1中符号内的“EN”表示“使能关联”控制端，若后有标号（ENm）则表示只对于标号m的相应端点有使能关系。

同OC门一样，有各种不同逻辑功能的三态门，诸如三态与门，三态非门等。

⑶用三态门实现总线结构

在数字系统或计算机中为减少连线数目，希望能在同一条导线上分时传递若干门路信号，这可以用三态门来实现。

当三态门输出端处于高阻状态时，对整个电路系统如同没把它们接入一样。利用三态门的性质可以实现不同设备与总线间的连接控制，这在计算机系统中尤为重要。如图2所示，有三个设备A、B、C共用一条数据总线（BUS），为了使电路能正常工作，必须使所有三态门在任何时刻只有一个门处于工作状态，而其余门都处于高阻状态。也就是说，对各个三态门采用分时控制的方法，使各三态门的控制端轮流为1，而且任何时刻仅有一个控制端为1，其他所有设备的控制信号为0，就能把各个门的输出信号轮流送到总线上而互不干扰，这种联接方式习惯上称为总线结构。

图2  三态门的应用