Gerbang keluaran khusus

Gerbang Keluaran Pelengkap

Terkadang diinginkan untuk memiliki gerbang logika yang menyediakan keluaran terbalik dan tidak terbalik. Misalnya, gerbang input tunggal yang merupakan buffer dan inverter, dengan terminal output terpisah untuk setiap fungsi.

Atau, gerbang dua input yang menyediakan fungsi AND dan NAND dalam satu sirkuit. Gerbang seperti itu memang ada dan disebut sebagai gerbang keluaran komplementer .

Simbologi umum untuk gerbang semacam itu adalah sosok gerbang dasar dengan sebuah batang dan dua jalur keluaran yang menonjol darinya. Array simbol gerbang komplementer ditunjukkan pada ilustrasi berikut:

Penggunaan Gerbang Pelengkap

Gerbang komplementer sangat berguna dalam sirkuit "ramai" di mana mungkin tidak ada cukup ruang fisik untuk memasang chip sirkuit terintegrasi tambahan yang diperlukan untuk menyediakan output terbalik dan tidak terbalik menggunakan gerbang standar dan inverter tambahan. Mereka juga berguna dalam aplikasi di mana output pelengkap diperlukan dari sebuah gerbang, tetapi penambahan inverter akan menimbulkan jeda waktu yang tidak diinginkan dalam output terbalik relatif terhadap output non-terbalik.

Sirkuit internal gerbang yang dilengkapi sedemikian rupa sehingga keluaran terbalik dan tidak terbalik berubah status pada waktu yang hampir bersamaan:

Gerbang Tiga Negara

Jenis lain dari keluaran gerbang khusus disebut tristate, karena ia memiliki kemampuan untuk menyediakan tiga mode keluaran yang berbeda:tenggelam saat ini (tingkat logika "rendah"), sumber arus ("tinggi"), dan mengambang ("Z tinggi," atau impedansi tinggi ). Output tristate biasanya ditemukan sebagai fitur opsional pada gerbang buffer. Gerbang tersebut memerlukan terminal input tambahan untuk mengontrol mode “Z tinggi”, dan input ini biasanya disebut enable .

Dengan input aktifkan yang ditahan "tinggi" (1), buffer bertindak seperti buffer biasa dengan tahap output tiang totem:ia mampu mengalirkan dan menenggelamkan arus. Namun, terminal keluaran mengapung (beralih ke mode “high-Z”) jika input yang diaktifkan di-ground (“rendah”), terlepas dari level logika sinyal data.

Dengan kata lain, membuat terminal input aktif menjadi “rendah” (0) secara efektif memutuskan koneksi gerbang dari apa pun outputnya dihubungkan sehingga tidak lagi memiliki efek apa pun.

Diagram Skema dan Tabel Kebenaran Buffer Tristate

Buffer tristate ditandai dalam diagram skematik dengan karakter segitiga di dalam simbol gerbang seperti ini:

Operasi Penyangga Tristate dengan Input Aktifkan Terbalik

Buffer tristate juga dibuat dengan input pengaktifan terbalik. Gerbang seperti itu berfungsi normal ketika input yang diaktifkan adalah "rendah" (0) dan masuk ke mode output Z tinggi ketika input yang diaktifkan adalah "tinggi" (1):

Sakelar Bilateral

Satu jenis gerbang khusus yang dikenal sebagai saklar bilateral menggunakan transistor MOSFET yang dikendalikan gerbang yang bertindak sebagai sakelar hidup / mati untuk mengalihkan sinyal listrik, analog atau digital. Resistansi "on" dari sakelar semacam itu berada dalam kisaran beberapa ratus ohm, resistansi "mati" berada dalam kisaran beberapa ratus mega-ohm .

Sakelar bilateral muncul dalam skema sebagai sakelar SPST (Single-Pole, Single-Throw) di dalam kotak persegi panjang, dengan terminal kontrol di salah satu sisi panjang kotak:

Sakelar bilateral mungkin paling baik dibayangkan sebagai versi solid-state (semikonduktor) dari relai elektromekanis:kontak sakelar yang digerakkan sinyal yang dapat digunakan untuk menghantarkan hampir semua jenis sinyal listrik. Tentu saja, sebagai solid-state, sakelar bilateral tidak memiliki karakteristik relai elektromekanis yang tidak diinginkan, seperti kontak “memantul”, lengkung, kecepatan lambat, atau kerentanan terhadap getaran mekanis.

Sebaliknya, mereka agak terbatas dalam kemampuan membawa arus. Selain itu, sinyal yang dilakukan oleh "kontak" tidak boleh melebihi tegangan "rel" catu daya yang memberi daya pada sirkuit sakelar bilateral.

Empat sakelar bilateral dikemas di dalam sirkuit terpadu model “4066” yang populer:

TINJAUAN:

• Gerbang pelengkap memberikan sinyal keluaran terbalik dan tidak terbalik, sedemikian rupa sehingga tidak ada yang tertunda sehubungan dengan yang lain.
• Tiga Negara gerbang menyediakan tiga status keluaran yang berbeda:tinggi, rendah, dan mengambang (High-Z). Gerbang tersebut diperintahkan ke mode keluaran impedansi tinggi oleh terminal masukan terpisah yang disebut enable.
• Sakelar bilateral adalah rangkaian MOSFET yang menyediakan sakelar hidup/mati untuk berbagai jenis sinyal listrik (analog dan digital), dikendalikan oleh sinyal tegangan level logika. Intinya, mereka adalah relai solid-state dengan kemampuan penanganan arus yang sangat rendah.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Aljabar Boolean