三态门（TS门）介绍及应用探析

三态输出门与一般的门电路不同，它的输出端除了可以出现高电平、低电平两种状态之外，还可以出现第三种状态——高阻状态（或称禁止状态、开路状态）。

1）电路结构

三态与非门的电路结构和逻辑符号如图3.47所示。

图3.47　三态输出与非门

图3.47（a）是一个三态输出与非门的电路结构图。此电路实际上是由一个普通与非门加上一个二极管VD和一个非门所构成的。当控制端EN为低电平时，经非门反相，使P点为高电平，此时，二极管VD截止，电路相当于普通TTL与非门。因此，实现的逻辑功能是L=A·B；而当EN为高电平时，通过非门反相后的P点变为低电平，它一方面作用于多发射极管VT1，使三极管VT2、VT5截止，另一方面，通过二极管VD1的导通，迫使三极管VT3的基极电位箝位在1 V左右，从而使二极管VD2截止，由于此时该门电路的管VT4和VT5同时截止，从输出端F看，对地和对电源均相当于开路，故输出端呈现高阻状态。EN所对应的输入端是控制端，或称使能输入端，图3.47（b）中EN处的小圆圈表示此端接低电平时为工作状态，即实现门电路的逻辑功能，而EN接高电平时，电路处于高阻（或禁止）状态，图3.47（b）所示的就是这种控制端低电平有效的三态输出与非门的逻辑符号，有时也用来表示低电平有效；实际中，还常常使用另一种三态输出门，符号如图3.47（c）所示，这种三态门在EN处没有小圆圈，它表示此端接高电平（EN=1）时为工作状态，而接低电平时，电路处于高阻状态。因此，在使用三态门电路时，应注意区分。

2）三态门的应用

（1）总线传输

三态门最重要的一个用途是可以实现用同一根导线轮流传送几组不同的数据，如图3.48所示。通常把接受三个或三个以上门的输出信号的线叫做总线，总线是具有控制功能的传送数据的公共通路。(www.xing528.com)

多个三态门的输出端可以直接相连，但与OC门线与不同的是，在任何时候只能有一个三态门处于工作状态，不允许两个或两个以上三态门同时工作。因此，连在一起的三态门是分时工作的。这就需要对各个三态门的使能端EN进行适当控制。当两个三态门同时改变工作状态时，就应该保证从工作状态转为高阻状态的速度要比从高阻状态转为工作状态的速度来得快，否则就可能出现两个三态门同时工作的状态，从而使输送的状态不正常。

在图3.48所示的总线连接中，若令C1、C2、…、CN轮流地接高电平控制信号，那么由多个三态门输出的多组数据，就会一个一个轮流地送到总线上，这样，就实现了一线多用。这种利用总线传送数据的方法，使三态门在计算机总线结构中有着极为广泛的应用。

图3.48　三态门连接到总线上

图3.49　双向传输

（2）双向传输

利用三态非门实现数据的双向传输，如图3.49所示。当C=0时，门电路G1工作，门电路G2为高阻状态，数据由M传向N；当C=1时，G1为高阻状态，G2工作，数据由N传向M。通过控制信号C的控制实现M、N的双向传输。