Totem-Pole-Ausgang
Ein Totem-Pole-Ausgang bzw. eine Totem-Pole-Schaltung ist eine Gegentaktendstufe aus Bipolar- oder Feldeffekttransistoren. Sie ist für hohe Schaltgeschwindigkeit optimiert und wegen ihrer nichtlinearen Übertragungseigenschaften für Analogsignale ungeeignet. Das Besondere an dieser Schaltung ist, dass sie nicht wie übliche Gegentaktstufen mit einem pnp- und einem npn-Transistor (Komplementär-Ausgang), sondern im Allgemeinen mit zwei npn-Transistoren realisiert wird. Der Name der Schaltung bezieht sich auf die Symbolanordnung für die Endstufentransistoren im Schaltbild. Diese werden normalerweise übereinander gezeichnet, vergleichbar einem Totempfahl der Indianer (engl.: totem pole).
Die restlichen Bauteile dienen zur Ansteuerung
Logikschaltungen
Eine der Hauptanwendungen von Totem-Pole-Schaltungen ist die Transistor-Transistor-Logik. Dort ist der Totem-Pole-Ausgang dem eigentlichen TTL-Gatter nachgeschaltet, um am Ausgang höhere Ströme zu ermöglichen.
Ein normales TTL-Gatter mit Widerstand und Transistor in Reihe (bei der der logische Ausgang zwischen Transistor und Widerstand abgegriffen wird), kann nur sehr begrenzt höhere Ströme liefern, weil der Widerstand quasi als Vorwiderstand für den Ausgang wirkt und für einen hohen Strom entsprechend klein werden müsste. Schaltet aber dann der Transistor (in Reihe) durch, würde ein nutzloser hoher Strom nur durch den (jetzt gedanklich niederohmigen) Widerstand und den durchgeschalteten Transistor fließen.
Um dieses Problem zu umgehen, schaltet man an den Ausgang noch eine Gegentaktstufe. Diese besteht aus zwei in Reihe geschalteten Transistoren gleicher Polarität, wobei entweder der eine oder der andere durchschaltet, nicht aber beide Transistoren gleichzeitig (eben im Gegentakt). Nur wenn der Zustand des Ausgangs wechselt, schalten kurzzeitig beide Transistoren. Um diesen Kurzschlussstrom zu begrenzen, wird dem oberen Transistor ein Widerstand vorgeschaltet. Es wäre auch möglich, dass beide Transistoren sperren, dann wird der Ausgang hochohmig (siehe Tri-State).
Der Totem-Pole-Ausgang gilt als normaler Ausgang, darf jedoch nicht mit anderen TTL-Ausgängen zusammengeschlossen werden, da sonst die Gefahr eines Zusammenschlusses von logisch 0 und 1 besteht, was ggf. zu einem hohen Strom führen kann (siehe Weblink).
Wechselrichter
Der Totem-Pole-Ausgang wird auch bei Wechselrichter-Schaltungen verwendet. Es gibt Wechselrichter in Form einer Halbbrücke mit einem Totem-Pole-Ausgang, Wechselrichter in Form einer Vollbrücke mit zwei Totem-Pole-Ausgängen und dreiphasige Wechselrichter mit drei Totem-Pole-Ausgängen.