특수 출력 논리 게이트: 상보 출력, 트라이스테이트, 양방향 스위치

많은 설계에서 엔지니어는 단일 논리 소자에서 반전 및 비반전 출력을 모두 제공하는 게이트가 필요합니다. 고전적 예로 단일 입력 버퍼이면서 인버터 역할도 하여 각 기능별 별도 단자를 제공하는 경우가 있습니다.

AND와 NAND 결과를 동시에 제공하는 2입력 게이트도 존재. 이런 소자를 상보 출력 게이트라 합니다.

이러한 게이트의 표준 기호는 기본 게이트 모양에 막대와 두 출력 라인이 있는 형태. 상보 기호 배열은 아래와 같습니다:

상보 게이트는 공간이 중요한 고밀도 회로에서 매우 유용. 추가 인버터 IC가 필요 없어 보드 공간 절약과 부품 수 감소.

반전 및 비반전 출력이 거의 동시에 스위칭하므로 둘 사이에 유의미한 전파 지연이 없음. 이 특성은 타이밍 민감한 애플리케이션에서 중요.

특수 출력 논리 게이트: 상보 출력, 트라이스테이트, 양방향 스위치

트라이스테이트 출력은 세 가지 상태를 가집니다: 로직 로우 구동(전류 싱크), 로직 하이 구동(전류 소싱), 또는 플로팅(고임피던스). 보통 버퍼 게이트에 추가 제어 핀인 인에이블을 통해 추가됩니다.

인에이블이 하이(로직 1)면 버퍼는 일반 푸시풀 단처럼 동작. 인에이블이 로우(로직 0)면 출력이 고-Z 상태가 되어 게이트를 회로에서 효과적으로 분리.

회로도 표기에서 트라이스테이트 버퍼는 게이트 기호 안의 삼각형으로 표시:

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일부 제조사는 인에이블이 하이일 때 고-Z 상태가 되는 반전 인에이블 버전도 제공:

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양방향 스위치는 MOSFET으로 만든 고체 상태 SPST 소자. ON 상태에서 저항은 수백 옴, OFF 상태에서는 수백 메가옴으로 상승.

회로도에서 제어 핀과 두 단자가 있는 직사각형으로 표시되며, 기계적 부품 없는 릴레이와 유사. 반도체 소자라 바운싱, 아크, 진동 같은 기계적 문제 없음.

하지만 양방향 스위치는 전류 처리 능력이 제한적이고, 신호 전압이 스위치 IC의 공급 레일 내에 머물러야 함.

4066 IC에는 네 개의 독립적인 양방향 스위치 포함:

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