La porte « tampon »

Si nous devions connecter deux portes inverseuses ensemble de sorte que la sortie de l'une alimente l'entrée de l'autre, les deux fonctions d'inversion s'annuleraient l'une l'autre afin qu'il n'y ait pas d'inversion de l'entrée à la sortie finale :

Bien que cela puisse sembler une chose inutile à faire, cela a une application pratique. N'oubliez pas que les circuits de porte sont des amplificateurs de signal , quelle que soit la fonction logique qu'ils peuvent remplir.

Une source de signal faible (une source qui n'est pas capable de fournir ou d'absorber beaucoup de courant vers une charge) peut être amplifiée au moyen de deux onduleurs comme la paire montrée dans l'illustration précédente. Le niveau logique est inchangé, mais toutes les capacités d'alimentation ou d'absorption de courant de l'onduleur final sont disponibles pour piloter une résistance de charge si nécessaire.

A cet effet, une porte logique spéciale appelée tampon est fabriqué pour remplir la même fonction que deux onduleurs. Son symbole est simplement un triangle, sans « bulle » inversée sur la borne de sortie :

Circuit tampon avec sortie à collecteur ouvert

Le schéma de principe interne d'un tampon à collecteur ouvert typique n'est pas très différent de celui d'un simple onduleur :un seul étage de transistor à émetteur commun supplémentaire est ajouté pour réinverser le signal de sortie.

Analyse d'entrée « élevée »

Analysons ce circuit pour deux conditions :un niveau logique d'entrée de "1" et un niveau logique d'entrée de "0". Tout d'abord, une entrée « élevée » (1) :

Comme auparavant avec le circuit inverseur, l'entrée "haute" ne provoque aucune conduction à travers la diode de direction gauche de Q1 (jonction PN émetteur-base). Tout le courant de R1 passe par la base du transistor Q2, le saturant :

La saturation de Q2 provoque également la saturation de Q3, ce qui entraîne une très faible chute de tension entre la base et l'émetteur du transistor de sortie final Q4. Ainsi, Q4 sera en mode de coupure, ne conduisant aucun courant.

La borne de sortie sera flottante (ni connectée à la terre ni à Vcc), et cela équivaudra à un état « haut » sur l'entrée de la prochaine porte TTL à laquelle celle-ci alimente. Ainsi, une entrée "haute" donne une sortie "haute".

Analyse d'entrée « faible »

Avec un signal d'entrée « faible » (borne d'entrée mise à la terre), l'analyse ressemble à ceci :

Tout le courant de R1 est maintenant dévié via le commutateur d'entrée, éliminant ainsi le courant de base via Q2. Cela force le transistor Q2 à se couper de sorte qu'aucun courant de base ne traverse Q3.

Avec la coupure Q3 également, Q4 sera saturé par le courant traversant la résistance R4, connectant ainsi la borne de sortie à la terre, ce qui en fait un niveau logique « bas ». Ainsi, une entrée "faible" donne une sortie "faible".

Schéma de principe avec transistors de sortie Totem Pole

Le schéma de principe d'un circuit tampon avec des transistors de sortie totem pole est un peu plus complexe, mais les principes de base, et certainement la table de vérité, sont les mêmes que pour le circuit à collecteur ouvert :

AVIS :

• Deux portes inverseuses, ou NON, connectées en "série" de manière à inverser, puis ré-inverser, un bit binaire remplissant la fonction d'un buffer. Les portes de tampon servent simplement à l'amplification du signal : prendre une source de signal « faible » qui n'est pas capable de fournir ou de drainer beaucoup de courant, et d'augmenter la capacité de courant du signal afin de pouvoir piloter une charge.
• Les circuits tampons sont symbolisés par un symbole triangulaire sans "bulle" d'onduleur.
• Les tampons, comme les onduleurs, peuvent être fabriqués sous forme de sortie à collecteur ouvert ou à sortie de totem.

FEUILLE DE TRAVAIL CONNEXE :

• Feuille de travail des portes logiques TTL