
デジタルバッファ(またはロジックバッファ)は、デジタル入力信号をコピーし、出力負荷から分離するために使用される電子回路素子です。電圧をロジック信号として使用する一般的なケースでは、ロジックバッファの入力インピーダンスは高いため、入力回路から引き込む電流は少なく、信号への影響を最小限に抑えます。
デジタルバッファは、接続されたシステム間のデータ伝送において重要な役割を果たします。バッファは、レジスタ(データ記憶装置)やバス(データ転送装置)で使用されます。共有バスに接続するには、論理ローと論理ハイに加えて、高インピーダンス(「非アクティブ」または「切断」)出力状態を持つトライステートデジタルバッファを使用する必要があります。
電圧バッファアンプは、高出力インピーダンス回路から低入力インピーダンス回路へ電圧を伝達します。低インピーダンス負荷を電源に直接接続すると、オームの法則に従って電流が流れます。この大電流は電源に影響を与えます。バッファの入力は高インピーダンスです。バッファされた負荷は、実質的に電源回路に影響を与えません。バッファの出力電流はバッファ内部で生成されます。このようにして、バッファは電源と低インピーダンス間の絶縁を提供します。バッファは意図的に入力信号を増幅または減衰しないため、ユニティゲインバッファと呼ばれることもあります。
デジタルバッファは、デジタルロジックレベルのみを扱う電圧バッファアンプの一種であり、非線形となる場合があります。また、レベルシフターとして機能し、出力電圧が入力電圧と異なる場合もあります。その一例として、アクティブハイ信号をアクティブロー信号に変換する(またはその逆)反転バッファが挙げられます。
このバッファの出力状態は入力状態と逆になります。入力がハイレベルの場合、出力はローレベルになり、その逆も同様です。図式的には、反転バッファは出力に小さな円が付いた三角形で表され、円は反転を示します。インバータはデジタル電子回路の基本的な構成要素です。デコーダ、ステートマシン、その他の高度なデジタルデバイスには、インバータがよく使用されます。
この種のバッファは、反転や判定を行う機能はありません。単一入力デジタルバッファはインバータとは異なります。入力信号を反転したり、何らかの方法で変更したりすることはありません。入力を読み取り、値を出力します。通常、入力側はHIGHまたはLOWの入力を読み取り、それに応じてHIGHまたはLOWの値を出力します。出力端子がHIGH信号またはLOW信号を出力するかどうかは、入力値によって決まります。出力値は、入力値がHIGHの場合に限りHIGHになります。言い換えれば、QはAがHIGHの場合に限りHIGHになります。
入力が1つしかないシングル入力デジタルバッファとは異なり、トライステートデジタルバッファはデータ入力と制御入力の2つの入力を持ちます。(制御入力は、データの流れを制御するバルブに相当します。)制御入力がアクティブな場合、出力値は入力値となり、バッファはシングル入力デジタルバッファと変わりません。
アクティブハイトライステートデジタルバッファは、制御入力電圧が高い(論理1)ときのみアクティブ状態になり、データ入力を出力に送信するバッファです。[ 1 ]しかし、制御入力が低い(論理0)ときは、出力は高インピーダンス(「Hi-Z」と略される)になり、まるでその部品が回路から取り外されたかのようになります。
基本的にはアクティブハイデジタルバッファと同じですが、制御入力がロー状態のときにバッファがアクティブになるという点が異なります。
トライステートデジタルバッファには、出力が入力の逆となる反転型も存在する。
単一入力電圧バッファは、以下のような多くの測定用途で使用されています。
トライステート電圧バッファは、共有バスへのデータ送信に広く用いられています。これは、バスが一度に送信できる入力デバイスは1つだけであるためです。高インピーダンス出力状態は、その入力デバイスをバスから一時的に切り離す効果があります。これは、バスの共有ワイヤをアクティブに駆動できるデバイスは最大でも1つだけであるべきだからです。