Warum verhindert die Verwendung von Tristate-Buffer das Überschreiten des Fan-Out?

Es ist nicht die Tatsache, dass es sich um einen Tri-State handelt, der den Unterschied ausmacht, sondern die Tatsache, dass es sich um einen Puffer handelt. Puffer sind im Allgemeinen so ausgelegt, dass sie mehr Strom liefern als eine normale Logikstufe.

Sie haben immer noch ein Fanout-Limit; Es ist nur eine höhere Grenze. Was diese Grenze ist, müssen Sie aus den Datenblättern für Ihre Logikfamilie und Ihren Puffer lernen.

Ein 74LS00-Eingang kann hochgezogene 20 uA oder niedriggezogene 0,4 mA verbrauchen. Das 74LS00-Gate kann 400 uA liefern und 8 mA aufnehmen, 20-mal so viel wie der Eingangsstrom, sodass sein Fanout 20 beträgt.

Aber der 74LS240-Treiber kann 15 mA liefern und 24 mA senken, sodass er 60 TTL-Eingänge auf Low ziehen kann, und sein Fanout beträgt daher 60.

Wenn ein Puffer nicht ausreicht, können Sie 2 oder mehr parallel schalten (bis zum normalen Fanout für Ihre Logikstufe), die jeweils einen anderen Satz von Gates ansteuern.

Sie fragen sich vielleicht, warum es 15 mA statt nur 60 * 20 UA = 1,2 mA liefern kann. Das liegt daran, dass Puffer auch relativ lange Drähte mit hoher Kapazität treiben müssen und dabei bei jeder Geschwindigkeit Strom in beide Richtungen benötigen (sowohl hoch als auch niedrig ziehen). Wenn Sie 15 mA benötigen, um das Kabel schnell genug zu treiben, müssten Sie auch den Fanout (Anzahl der Eingänge, die es niedrig ziehen kann) reduzieren oder mit einer etwas niedrigeren Geschwindigkeit leben.

Sie fragen sich vielleicht auch, warum ich eine Logikfamilie verwende, die ungefähr so ​​alt ist wie Abba: Das liegt daran, dass moderne CMOS-Logik so wenig Eingangsstrom benötigt, dass jede Fanout-Zahl wahrscheinlich in die Tausende geht; Andere Probleme wie das Problem mit der Drahtgeschwindigkeit sind viel wichtiger.

Fanout ist immer noch im Hintergrund und sollte nicht völlig vergessen werden, aber jeder Logikkurs, der ihm viel Aufmerksamkeit schenkt, muss wahrscheinlich aktualisiert werden!