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高下拉电阻浸染的引申—OC,OD门_电阻_电平

南宫静远 2024-09-06 03:38:31 0

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OC(open collector)是集电极开路,必须外界上拉电阻和电源才能将开关电平作为高低电平用。
否则它一样平常只作为开关大电压和大电流负载,以是又叫做驱动门电路。

集电极开路输出的构造如图1所示,右边的那个三极管集电极什么都不接,以是叫做集电极开路(左边的三极管起反相浸染,使输入为\"大众0\"大众时,输出也为\"大众0\"大众)。
对付图1,当左真个输入为“0”时,前面的三极管截止,以是5V电源通过1K电阻加到右边的三极管上,右边的三极管导通(即相称于一个开关闭合);当左真个输入为“1”时,前面的三极管导通,而后面的三极管截止(相称于开关断开)。

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我们将图1简化成图2的样子。
图2中的开关受软件掌握,“1”时断开,“0”时闭合。
很明显可以看出,当开关闭合时,输出直接接地,以是输出电平为0。
而当开关断开时,则输出端悬空了,即高阻态。
这时电平状态未知,如果后面一个电阻负载(纵然很轻的负载)到地,那么输出真个电平就被这个负载拉到低电平了,以是这个电路是不能输出高电平的。

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(图片来自网络侵删)

再看图三。
图三中那个1K的电阻即是上拉电阻。
如果开关闭合,则有电流从1K电阻及开关上流过,但由于开关闭和时电阻为0(方便我们的谈论,实际情形中开关电阻不为0,其余对付三极管还存在饱和压降),以是在开关上的电压为0,即输出电平为0。
如果开关断开,则由于开关电阻为无穷大(同上,不考虑实际中的泄电流),以是流过的电流为0,因此在1K电阻上的压降也为0,以是输出真个电压便是5V了,这样就能输出高电平了。
但是这个输出的内阻是比较大的(即1KΩ),如果接一个电阻为R的负载,通过分压打算,就可以算得末了的输出电压为5R/(R+1000)伏,即5/(1+1000/R)伏。
以是,如果要达到一定的电压的话,R就不能太小。
如果R真的太小,而导致输出电压不足的话,那我们只有通过减小那个1K的上拉电阻来增加驱动能力。
但是,上拉电阻又不能取得太小,由于当开关闭合时,将产生电流,由于开关能流过的电流是有限的,因此限定了上拉电阻的取值,其余还须要考虑到,当输出低电平时,负载可能还会给供应一部分电流从开关流过,因此要综合这些电流考虑来选择得当的上拉电阻。

OD(open drain)是漏极开路。

对付漏极开路(OD)输出,跟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,事理剖析是一样的。

开漏形式的电路有以下几个特点:

a. 利用外部电路的驱动能力,减少IC内部的驱动。
或驱动比芯片电源电压高的负载.

b.可以将多个开漏输出的Pin,连接到一条线上。
通过一只上拉电阻,在不增加任何器件的情形下,形成“与逻辑”关系。
这也是I2C,SMBus等总线判断总线占用状态的事理。
如果作为图腾输出必须接上拉电阻。
接容性负载时,低落延是芯片内的晶体管,是有源驱动,速率较快;上升延是无源的外接电阻,速率慢。
如果哀求速率高电阻选择要小,功耗会大。
以是负载电阻的选择要兼顾功耗和速率。

c. 可以利用改变上拉电源的电压,改变传输电平。
例如加上上拉电阻就可以供应TTL/CMOS电平输出等。

d. 开漏Pin不连接外部的上拉电阻,则只能输出低电平。
一样平常来说,开漏是用来连接不同电平的器件,匹配电平用的。

正常的CMOS输出级是上、下两个管子,把上面的管子去掉便是OPEN-DRAIN了。
这种输出的紧张目的有两个:电平转换和线与。

由于漏级开路,所往后级电路必须接一上拉电阻,上拉电阻的电源电压就可以决定输出电平。
这样你就可以进行任意电平的转换了。

线与功能紧张用于有多个电路对同一旗子暗记进行拉低操作的场合,如果本电路不想拉低,就输出高电平,由于OPEN-DRAIN上面的管子被拿掉,高电平是靠外接的上拉电阻实现的。
(而正常的CMOS输出级,如果涌现一个输出为高其余一个为低时,即是电源短路。

OPEN-DRAIN供应了灵巧的输出办法,但是也有其弱点,便是带来上升沿的延时。
由于上升沿是通过外接上拉无源电阻对负载充电,以是当电阻选择小时延时就小,但功耗大;反之延时大功耗小。
以是如果对延时有哀求,则建议用低落沿输出。

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