【IC設(shè)計(jì)】數(shù)字電路中的三態(tài)門(mén)-KIA MOS管

三態(tài)門(mén)除了高低電平，還有第三個(gè)狀態(tài)——高阻態(tài)。

三態(tài)門(mén)（Three-state gate）是一種重要的總線(xiàn)接口電路。也常常出現(xiàn)在芯片的引腳上，在設(shè)計(jì)DFT/邊界掃描（Boundary scan）的情況下需要了解芯片的pin腳的幾種形式，其中就包括三態(tài)輸出。

三態(tài)門(mén)常用在IC的輸出端，輸出和輸入相同的稱(chēng)為輸出緩沖器；輸出和輸入反向的稱(chēng)為輸出緩沖器。

三態(tài)指其輸出既可以是一般二值邏輯電路，即正常的高電平（邏輯1）或低電平（邏輯0），又可以保持特有的高阻抗?fàn)顟B(tài)。高阻態(tài)相當(dāng)于隔斷狀態(tài)（電阻很大，相當(dāng)于開(kāi)路）。

高阻態(tài)是一個(gè)數(shù)字電路里常見(jiàn)的術(shù)語(yǔ)，指的是電路的一種輸出狀態(tài)，既不是高電平也不是低電平，如果高阻態(tài)再輸入下一級(jí)電路的話(huà)，對(duì)下級(jí)電路無(wú)任何影響，和沒(méi)接一樣，如果用萬(wàn)用表測(cè)的話(huà)有可能是高電平也有可能是低電平，隨它后面接的東西定。

處于高阻抗?fàn)顟B(tài)時(shí)，輸出電阻很大，相當(dāng)于開(kāi)路，沒(méi)有任何邏輯控制功能。高阻態(tài)的意義在于實(shí)際電路中不可能斷開(kāi)電路。三態(tài)電路的輸出邏輯狀態(tài)的控制，是通過(guò)一個(gè)輸入引腳實(shí)現(xiàn)的。

三態(tài)門(mén)都有一個(gè)EN控制使能端，來(lái)控制門(mén)電路的通斷。可以具備這三種狀態(tài)的器件就叫做三態(tài)器件。當(dāng)EN有效時(shí)，三態(tài)電路呈現(xiàn)正常的“0”或“1”的輸出；當(dāng)EN無(wú)效時(shí)，三態(tài)電路給出高阻態(tài)輸出。

三態(tài)門(mén)在雙向端口中運(yùn)用時(shí)，如圖1所示，設(shè)置Z為控制項(xiàng)，當(dāng)Z=1時(shí)，三態(tài)門(mén)呈高阻狀態(tài)，上面的線(xiàn)路不通只能輸入，當(dāng)Z=0時(shí)，三態(tài)門(mén)呈正常高低電平的輸出狀態(tài)，可輸出，即O路通。

三態(tài)門(mén)是一種擴(kuò)展邏輯功能的輸出級(jí)，也是一種控制開(kāi)關(guān)。主要是用于總線(xiàn)的連接，因?yàn)榭偩€(xiàn)只允許同時(shí)只有一個(gè)使用者。

通常在數(shù)據(jù)總線(xiàn)上接有多個(gè)器件，每個(gè)器件通過(guò)OE/CE之類(lèi)的信號(hào)選通。如器件沒(méi)有選通的話(huà)它就處于高阻態(tài)，相當(dāng)于沒(méi)有接在總線(xiàn)上，不影響其它器件的工作。