推挽输出与开漏输出(自己整理,网上最全讲解)

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时间:2018-01-15

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1、鉴于网友们对于开漏输出和推挽输出都不是很明白,我把网上所有关于开漏和推挽的讲解都做了整合,虽然不是原创,但也希望大家都可以从中获益!!推挽输出与开漏输出的区别单片机学习之推挽输出与漏极开路输出方式push-pull输出就是一般所说的推挽输出,在cmos电路里面应该较cmos输出更合适,因为在cmos里面的push-pull输出能力不可能做得双极那么大。输出能力看ic内部输出极n管p管的面积。和开漏输出相比,push-pull的高低电平由ic的电源低定,不能简单的做逻辑操作等。push-pull是现在cmos电路里面用得最多的输出级设计方式。一.什

2、么是oc、od集电极开路门(集电极开路oc或源极开路od)open-drain是漏极开路输出的意思,相当于集电极开路(open-collector)输出,即ttl中的集电极开路(oc)输出。一般用于线或、线与,也有的用于电流驱动。open-drain是对mos管而言,open-collector是对双极型管而言,在用法上没啥区别。开漏形式的电路有以下几个特点:1.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.2.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况下,形成“与逻辑”关系。

3、这也是i2c,smbus等总线判断总线占用状态的原理。如果作为图腾输出必须接上拉电阻。接容性负载时,下降延是芯片内的晶体管,是有源驱动,速度较快;上升延是无源的外接电阻,速度慢。如果要求速度高电阻选择要小,功耗会大。所以负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。3.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提供ttl/cmos电平输出等。4.开漏pin不连接外部的上拉电阻,则只能输出低电平。一般来说,开漏是用来连接不同电平的器件,匹配电平用的。5.正常的cmos输出级是上、下两个管子,把上面的管子去掉就是open-drain了。这种输

4、出的主要目的有两个:电平转换和线与。6.由于漏级开路,所以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。7.线与功能主要用于有多个电路对同一信号进行拉低操作的场合,如果本电路不想拉低,就输出高电平,因为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,如果出现一个输出为高另外一个为低时,等于电源短路。)8.open-drain提供了灵活的输出方式,但是也有其弱点,就是带来上升沿的延时。因为上升沿是通过外接上拉无源电阻对负载充电,所以当电阻选择小时延时

5、就小,但功耗大;反之延时大功耗小。所以如果对延时有要求,则建议用下降沿输出。二.什么是线或逻辑与线与逻辑?在一个结点(线)上,连接一个上拉电阻到电源vcc或vdd和n个npn或nmos晶体管的集电极c或漏极d,这些晶体管的发射极e或源极s都接到地线上,只要有一个晶体管饱和,这个结点(线)就被拉到地线电平上.因为这些晶体管的基极注入电流(npn)或栅极加上高电平(nmos),晶体管就会饱和,所以这些基极或栅极对这个结点(线)的关系是或非nor逻辑.如果这个结点后面加一个反相器,就是或or逻辑.注:个人理解:线与,接上拉电阻至电源。(~a)&(~b)

6、=~(a+b),由公式较容易理解线与此概念的由来;如果用下拉电阻和pnp或pmos管就可以构成与非nand逻辑,或用负逻辑关系转换与/或逻辑.注:线或,接下拉电阻至地。(~a)+(~b)=~(ab);这些晶体管常常是一些逻辑电路的集电极开路oc或源极开路od输出端.这种逻辑通常称为线与/线或逻辑,当你看到一些芯片的oc或od输出端连在一起,而有一个上拉电阻时,这就是线或/线与了,但有时上拉电阻做在芯片的输入端内.顺便提示如果不是oc或od芯片的输出端是不可以连在一起的,总线bus上的双向输出端连在一起是有管理的,同时只能有一个作输出,而其他是高阻

7、态只能输入.三.什么是推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制,总是在一个三极管导通的时候另一个截止,要实现线与需要用oc(opencollector)门电路。如果输出级的有两个三极管,始终处于一个导通、一个截止的状态,也就是两个三级管推挽相连,这样的电路结构称为推拉式电路或图腾柱(totem-pole)输出电路(可惜,图无法贴上)。当输出低电平时,也就是下级负载门输入低电平时,输出端的电流将是下级门灌入t4;当输出高电平时,也就是下级负载门输入高电平时,输出端的电流将是下级门从本级电源经t3、d1拉出。这样一来,输出高低电平时,t3一路

8、和t4一路将交替工作,从而减低了功耗,提高了每个管的承受能力。又由于不论走哪一路,管子导通电阻都很小,使rc常数很小,转变速度很快。因此

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