Wenn wir zwei Invertergatter miteinander verbinden würden, so dass der Ausgang eines in den Eingang eines anderen eingespeist wird, würden sich die beiden Invertierungsfunktionen gegenseitig „aufheben“, so dass es keine Inversion vom Eingang zum endgültigen Ausgang geben würde:
Obwohl dies für mich eine sinnlose Sache zu sein scheint tun, es hat praktische Anwendung. Denken Sie daran, dass Gate-Schaltungen Signalverstärker sind, unabhängig davon, welche logische Funktion sie ausführen können.
Eine schwache Signalquelle (eine, die nicht in der Lage ist, sehr viel Strom zu einer Last zu beziehen oder abzusenken) kann mit Hilfe von zwei Invertern wie dem in der vorherigen Abbildung gezeigten Paar verstärkt werden. Der Logikpegel ist unverändert, aber die vollen Stromquellen- oder Sinkfunktionen des endgültigen Wechselrichters stehen zur Verfügung, um bei Bedarf einen Lastwiderstand anzusteuern.
Zu diesem Zweck wird ein spezielles Logikgatter hergestellt, das als Puffer bezeichnet wird und die gleiche Funktion wie zwei Wechselrichter erfüllt. Sein Symbol ist einfach ein Dreieck, ohne invertierende „Blase“ am Ausgang:
Pufferschaltung mit Open-Collector-Ausgang
Das interne Schaltbild für einen typischen Open-Collector-Puffer unterscheidet sich nicht wesentlich von dem eines einfachen Wechselrichters: Es wird nur eine weitere Common-Emitter-Transistorstufe hinzugefügt, um das Ausgangssignal erneut zu invertieren.
Eingangsanalyse „Hoch“
Lassen Sie uns diese Schaltung auf zwei Bedingungen analysieren: einen Eingangslogikpegel von „1“ und einen Eingangslogikpegel von „0“.“ Erste, eine „hohe“ (1) eingang:
Wie vor mit die inverter schaltung, die „hohe“ eingang ursachen keine leitung durch die links lenkung diode von Q1 (emitter-basis PN junction). Der gesamte Strom von R1 fließt durch die Basis des Transistors Q2 und sättigt ihn:
Wenn Q2 gesättigt ist, wird auch Q3 gesättigt, was zu einem sehr geringen Spannungsabfall zwischen Basis und Emitter des endgültigen Ausgangstransistors Q4 führt. Somit befindet sich Q4 im Cutoff-Modus und leitet keinen Strom.
Die Ausgangsklemme wird schwebend sein (weder mit Masse noch mit Vcc verbunden), und dies entspricht einem „High“ -Zustand am Eingang des nächsten TTL-Gatters, an das dieses einspeist. Somit ergibt ein „hoher“ Eingang einen „hohen“ Ausgang.
„Low“ -Eingangsanalyse
Bei einem „Low“ -Eingangssignal (Eingangsklemme geerdet) sieht die Analyse ungefähr so aus:
Der gesamte Strom von R1 wird jetzt durch den Eingangsschalter umgeleitet, wodurch der Basisstrom durch Q2 eliminiert wird. Dies zwingt den Transistor Q2 in die Abschaltung, so dass auch kein Basisstrom durch Q3 fließt.
Auch bei der Q3-Abschaltung wird Q4 durch den Strom durch den Widerstand R4 gesättigt, wodurch die Ausgangsklemme mit Masse verbunden wird, wodurch ein „niedriger“ Logikpegel entsteht. Somit ergibt ein „niedriger“ Eingang einen „niedrigen“ Ausgang.
Schematische Darstellung mit Totempol-Ausgangstransistoren
Das schematische Diagramm für eine Pufferschaltung mit Totempol-Ausgangstransistoren ist etwas komplexer, aber die Grundprinzipien und sicherlich die Wahrheitstabelle sind die gleichen wie für die Open-Collector-Schaltung:
BEWERTUNG:
- Zwei inverter, oder NICHT, tore verbunden in „serie“ so wie zu invertieren, dann re-invertieren, eine binäre bit führen sie die funktion eines puffer. Puffergatter dienen lediglich der Signalverstärkung: Sie nehmen eine „schwache“ Signalquelle, die nicht in der Lage ist, viel Strom zu beziehen oder zu senken, und erhöhen die Stromkapazität des Signals, um eine Last antreiben zu können.
- Pufferschaltungen werden durch ein Dreiecksymbol ohne „Blase“ symbolisiert.“
- Puffer können wie Wechselrichter in Open-Collector-Ausgabe- oder Totempfahlausgabeformen hergestellt werden.