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  • 集電極開(kāi)路與漏極開(kāi)路輸出的結(jié)構(gòu)詳解
    • 發(fā)布時(shí)間:2022-12-10 14:39:50
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    集電極開(kāi)路與漏極開(kāi)路輸出的結(jié)構(gòu)詳解
    集電極開(kāi)路(OC)輸出
    集電極開(kāi)路輸出的結(jié)構(gòu)如圖1所示,右邊的那個(gè)三極管集電極什么都不接,所以叫做集電極開(kāi)路(左邊的三極管為反相之用,使輸入為“0”時(shí),輸出也為“0”)。
    對(duì)于圖1,當(dāng)左端的輸入為“0”時(shí),前面的三極管截止(即集電極C跟發(fā)射極E之間相當(dāng)于斷開(kāi)),所以5V電源通過(guò)1K電阻加到右邊的三極管上,右邊的三極管導(dǎo)通(即相當(dāng)于一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合);當(dāng)左端的輸入為“1”時(shí),前面的三極管導(dǎo)通,而后面的三極管截止(相當(dāng)于開(kāi)關(guān)斷開(kāi))。
    集電極 漏極 開(kāi)路輸出
    將圖1簡(jiǎn)化成圖2的樣子。圖2中的開(kāi)關(guān)受軟件控制,“1”時(shí)斷開(kāi),“0”時(shí)閉合。很明顯可以看出,當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí),輸出直接接地,所以輸出電平為0。
    而當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),則輸出端懸空了,即高阻態(tài)。這時(shí)電平狀態(tài)未知,如果后面一個(gè)電阻負(fù)載(即使很輕的負(fù)載)到地,那么輸出端的電平就被這個(gè)負(fù)載拉到低電平了,所以這個(gè)電路是不能輸出高電平的。
    再看圖三。圖三中那個(gè)1K的電阻即是上拉電阻。如果開(kāi)關(guān)閉合,則有電流從1K電阻及開(kāi)關(guān)上流過(guò),但由于開(kāi)關(guān)閉和時(shí)電阻為0(方便我們的討論,實(shí)際情況中開(kāi)關(guān)電阻不為0,另外對(duì)于三極管還存在飽和壓降),所以在開(kāi)關(guān)上的電壓為0,即輸出電平為0。
    如果開(kāi)關(guān)斷開(kāi),則由于開(kāi)關(guān)電阻為無(wú)窮大(同上,不考慮實(shí)際中的漏電流),所以流過(guò)的電流為0,因此在1K電阻上的壓降也為0,所以輸出端的電壓就是5V了,這樣就能輸出高電平了。
    但是這個(gè)輸出的內(nèi)阻是比較大的(即1KΩ),如果接一個(gè)電阻為R的負(fù)載,通過(guò)分壓計(jì)算,就可以算得最后的輸出電壓為5*R/(R+1000)伏,即5/(1+1000/R)伏。
    所以,如果要達(dá)到一定的電壓的話(huà),R就不能太小。如果R真的太小,而導(dǎo)致輸出電壓不夠的話(huà),那我們只有通過(guò)減小那個(gè)1K的上拉電阻來(lái)增加驅(qū)動(dòng)能力。
    但是,上拉電阻又不能取得太小,因?yàn)楫?dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí),將產(chǎn)生電流,由于開(kāi)關(guān)能流過(guò)的電流是有限的,因此限制了上拉電阻的取值,另外還需要考慮到,當(dāng)輸出低電平時(shí),負(fù)載可能還會(huì)給提供一部分電流從開(kāi)關(guān)流過(guò),因此要綜合這些電流考慮來(lái)選擇合適的上拉電阻。
    漏極開(kāi)路輸出
    漏極開(kāi)路是驅(qū)動(dòng)電路的輸出三極管的集電極開(kāi)路,可以通過(guò)外接的上拉電阻提高驅(qū)動(dòng)能力。
    這種輸出用的是一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)三極管或金屬氧化物管(MOS),這個(gè)管子的柵極和輸出連接,源極接公共端,漏極懸空(開(kāi)路)什么也沒(méi)有接,因此使用時(shí)需要接一個(gè)適當(dāng)阻值的電阻到電源,才能使這個(gè)管子正常工作,這個(gè)電阻就叫上拉電阻。
    集電極 漏極 開(kāi)路輸出
    漏極開(kāi)路輸出,一般情況下都需要外接上拉電阻,才能輸出高電平,例如,在有些芯片的引腳就定義為漏極開(kāi)路輸出;還有一些帶漏極開(kāi)路輸出的反向器等都需要外接上拉電阻才能正常工作。
    集電極 漏極 開(kāi)路輸出
    對(duì)于漏極開(kāi)路(OD)輸出,跟集電極開(kāi)路輸出是十分類(lèi)似的。將上面集電極開(kāi)路輸出的結(jié)構(gòu)中的三極管換成場(chǎng)效應(yīng)管即可。這樣集電極就變成了漏極,OC就變成了OD,原理分析是一樣的。
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