特殊出力ゲート

補完出力ゲート

反転出力と非反転出力の両方を提供する論理ゲートが望ましい場合があります。たとえば、バッファとインバータの両方であり、機能ごとに個別の出力端子を備えた単一入力ゲート。

または、単一の回路でANDとNANDの両方の機能を提供する2入力ゲート。このようなゲートは実際に存在し、相補出力ゲートと呼ばれます。 。

このようなゲートの一般的な記号は、バーとそこから突き出た2本の出力ラインを備えた基本的なゲート図です。次の図に、相補ゲートシンボルの配列を示します。

補完ゲートの使用

補完ゲートは、標準ゲートと追加のインバーターを使用して反転出力と非反転出力の両方を提供するために必要な追加の集積回路チップを取り付けるのに十分な物理的スペースがない「混雑した」回路で特に役立ちます。これらは、ゲートからの相補出力が必要なアプリケーションでも役立ちますが、インバーターを追加すると、非反転出力に比べて反転出力に不要なタイムラグが発生します。

補完されたゲートの内部回路は、反転出力と非反転出力の両方がほぼ同時に状態を変更するようになっています。

トライステートゲート

別のタイプの特殊ゲート出力は、トライステートと呼ばれます。これは、電流シンク（「低」ロジックレベル）、電流ソース（「高」）、およびフローティング（「高Z」、またはハイインピーダンス ）。トライステート出力は通常、バッファゲートのオプション機能として見つかります。このようなゲートには、「high-Z」モードを制御するための追加の入力端子が必要であり、この入力は通常、 enable と呼ばれます。 。

イネーブル入力を「ハイ」に保持すると（1）、バッファはトーテムポール出力段を備えた通常のバッファのように機能します。つまり、電流のソースとシンクの両方が可能です。ただし、データ信号の論理レベルに関係なく、イネーブル入力が接地（「ロー」）されると、出力端子はフロートします（「ハイZ」モードになります）。

つまり、イネーブル入力端子を「ロー」（0）にすると、効果的に切断されます。 出力が配線されているものからのゲート。これにより、効果がなくなります。

トライステートバッファの概略図と真理値表

トライステートバッファは、回路図で次のようにゲートシンボル内の三角形の文字でマークされています。

反転イネーブル入力を使用したトライステートバッファ操作

トライステートバッファも、反転イネーブル入力で作成されます。このようなゲートは、イネーブル入力が「ロー」（0）の場合は正常に動作し、イネーブル入力が「ハイ」（1）の場合はハイZ出力モードになります。

バイラテラルスイッチ

バイラテラルスイッチとして知られる特別なタイプのゲート オン/オフスイッチとして機能するゲート制御MOSFETトランジスタを使用して、アナログまたはデジタルの電気信号を切り替えます。このようなスイッチの「オン」抵抗は数百オームの範囲であり、「オフ」抵抗は数百メガオームの範囲です。 。

バイラテラルスイッチは、長方形のボックス内にSPST（単極単投）スイッチとして回路図に表示され、ボックスの長辺の1つに制御端子があります。

バイラテラルスイッチは、電気機械式リレーのソリッドステート（半導体）バージョンとして最適に想定される場合があります。これは、事実上すべてのタイプの電気信号を伝導するために使用できる信号作動スイッチ接点です。もちろん、ソリッドステートであるため、バイラテラルスイッチには、接点の「バウンス」、アーク放電、低速、機械的振動の影響など、電気機械式リレーの望ましくない特性はありません。

逆に言えば、それらは電流を運ぶ能力がかなり制限されています。さらに、「接点」によって伝導される信号は、両側スイッチ回路に電力を供給する電源の「レール」電圧を超えてはなりません。

人気モデル「4066」集積回路内に4つのバイラテラルスイッチがパッケージ化されています：

レビュー：

• 補完ゲート どちらも他方に対して遅延しないように、反転出力信号と非反転出力信号の両方を提供します。
• トライステート ゲートは、高、低、およびフローティング（High-Z）の3つの異なる出力状態を提供します。このようなゲートは、 enable。と呼ばれる別の入力端子によってハイインピーダンス出力モードに命令されます。
• バイラテラルスイッチ は、ロジックレベルの電圧信号によって制御されるさまざまな電気信号タイプ（アナログおよびデジタル）のオン/オフスイッチングを提供するMOSFET回路です。本質的に、これらは非常に低い電流処理能力を備えたソリッドステートリレーです。

関連ワークシート：

• ブール代数ワークシート