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1.5 三态输出门、集电极开路门与漏极开路门
普通数字电路的输入端可以并联在一起，使用同一信号驱动，而输出端均采用推挽式输出结构，这种输出端一定不能并联在一起，否则当一个电路输出为“1”，而另一个电路输出为“0”时，就会发生短路现象，如图1-11所示。但实际使用中经常需要采用多个器件共同驱动一个信号端，这时就需要使用三态门。三态门器件的输出端除了能输出正常的逻辑“1”和逻辑“0”两种逻辑状态以外，还具备第三种状态：高阻状态。它相当于在输出端增加了一个可以控制的开关，如图1-12所示。当开关接通时，输出和正常的输出端相同，可以输出逻辑“1”或逻辑“0”；当开关断开时，输出端和输出电路之间断开，输出端开路，即高阻态。要控制开关的状态，就必须有单独的控制端，称为三态使能端。
图1-11 输出端并联在一起时形成短路
图1-12 三态门
实际的三态输出门（TS门）是在普通门的基础上附加控制电路构成的。三态输出门的与非门电路图及逻辑符号如图1-13和图1-14所示。
图1-13 三态输出门电路
图1-14 三态输出门电路的逻辑符号
从图1-13中可以看出，当三态使能端EN为低电平时， P 点为高电平，二极管（VD 1 ）截止，电路的工作状态与普通的与非门没有区别，L=（A·B）′，输出的状态由A、B的输入状态决定。但是，当三态使能端EN为高电平时， P 点为低电平，二极管（VD 1 ）导通，使得VT 3 和VT 4 均截止，输出端呈现高阻状态。这样门电路的输出就有三种可能出现的状态，即高电平、低电平、高阻，因此这种门电路叫做三态输出门。
三态输出门在计算机总线结构中有广泛的应用，用来实现总线的传输。
1）集电极开路门的电路结构 虽然推挽式输出电路结构具有带负载能力很强的优点，但是使用时有一定的局限性。
首先，推挽式输出电路的输出端不能并联使用。前面已经说过，由图1-11可见，器件A输出为高电平，器件B输出为低电平，当这两个门的输出端并联以后，就会发生短路。
其次，在采用推挽式输出级的门电路中，电源一经确定（通常规定为5V），输出的高电平也就固定了，因而无法满足对不同高电平的需要。
集电极开路门（OC门）电路就是为克服以上局限性而设计的一种TTL门电路。OC门的输出级是集电极开路的。图1-15所示为一个集电极开路的与非门电路。图1-16所示为一个集电极开路的TTL与非门的逻辑符号，其中“◇”表示集电极开路。
图1-15 集电极开路的与非门电路
图1-16 集电极开路的TTL与非门的逻辑符号
需要强调的是，集电极开路门（OC门）电路必须外接集电极负载电阻（或称上拉电阻），才能实现与非门的逻辑功能。
2）集电极开路门的应用
（1）OC门的输出端并联，实现线与功能：图1-17所示的电路是两个集电极开路门（OC门）并联使用的例子。R P 为外接负载电阻。
图1-17 OC门的输出端并联实现线与功能
（2）用OC门实现电平转换：图1-18所示的电路是用OC门实现电平转换的电路。由于外接负载电阻（R P ）接+10V电源电压，从而使门电路的输出高电平为+10V。
（3）用OC门连接外部电路：图1-19所示的电路是用OC门驱动发光二极管的电路。
图1-18 用OC门实现电平转换的电路
图1-19 用OC门驱动发光二极管的电路
什么是漏极开路（OD）？漏极开路（OD）输出与集电极开路输出是十分类似的，将上面的三极管换成场效应管即可。这样集电极就变成了漏极，OC就变成了OD，工作原理分析两者是一样的。