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May 07, 2007

TTL出力(オープンコレクタ&オープンドレイン補足)

Buffer
 現在は、オープンコレクターの出力が多いが、出力形態にはTTL出力形態も存在している。(半導体接点の出力としては、オープンコレクタ形態が標準となりつつあるが、現在でもTTL出力形態になっているものも多い)
 TTL出力は、トランジスタ-トランジスタロジック回路の出力端子の内部回路と同じ構造を持つ出力端子である。TTL出力の意味合いとしては、TTL-ICのバッファと同じ内部構造を持つICを使用することが多い。図記号上は、図のようなバッファの記号で出力端子側に記載することで対応している。(記号としては、特殊増幅として記載されている)しかしながら、一般的には、バッファの記号が無くても、TTL-ICの7404あたりを使うことが多い。バッファの記号を使用する場合は、三角形の方向が信号が流れる方向を示すように記載する。
図記号としては、使って駄目ということにはならないし、基板上のドライブ回路とレシーブ回路で考える場合は、バッファの図記号を使用することは多い。

 電流の方向が、出力端子への接続の仕方で、吐出しにも吸い込みでも使うことができるので、ユーザーとしては汎用性があるが、電流方向を規格統一することが難しくなる。また、吐き出しに使用した場合と吸い込みに使用した場合で、論理条件が反転するので、プログラム側のミスとハード側のミスを判別しにくくなる。
 結論から言えば、現在の世界的な標準化の流れからすると、設計ミスの要因になりやすいTTL出力は敬遠される方向になっている。(現時点での設計で言えば、クライアントから指示が無い限り、オープンコレクタ出力にした方が無難である)

集積回路の図記号に関する今後・・・
 ただし、これはあくまでも回路の外部出力に対しての話であって、先に書いたように、ドライブ回路とレシーブ回路といった基板上の信号伝達時には、TTL出力になるケースがあるので、図記号にわざわざバッファを記述せず省略するケースが多い。また、このバッファの図記号で言う特殊増幅という言葉は、オペアンプ等に使用される増幅器としての図記号と同じであり、アナログ素子の記号でもある。
 ここらへんは、ICそのものの図記号としての考え方が、アナデジ混在回路を取り入れる方向に進んでいることを示していると考えられる。今後は、二値論理素子だけが、図記号上で独立するのではなく、集積回路の図記号全体の中にアナログ素子や二値論理素子が含まれていく形態に規格が統一されていくと考えられる。
 この考え方は、集積回路の内部構造や素子間の信号伝達形態そのものが、アナログとデジタルに厳密に分割することが難しいことから、今後は集積回路全体の図記号として統一される方向にすすんでいくものと考えられる。

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