2022年2022年集电极开路输出、开漏输出、推挽输出 .pdf

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1、【电子大讲堂】集电极开路输出、开漏输出、推挽输出集电极开路(OC)输出：集电极开路输出的结构如图1 所示，右边的那个三极管集电极什么都不接，所以叫做集电极开路(左边的三极管为反相之用，使输入为0时，输出也为0)。对于图1 ，当左端的输入为“0 ”时，前面的三极管截止(即集电极C 跟发射极E 之间相当于断开)，所以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(即相当于一个开关闭合);当左端的输入为“1 ”时，前面的三极管导通，而后面的三极管截止(相当于开关断开)。我们将图1 简化成图2 的样子。图2 中的开关受软件控制，“1 ”时断开，“0 ”时闭合。很明显可以看出，当开关闭合时，输

2、出直接接地，所以输出电平为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(即使很轻的负载)到地，那么输出端的电平就被这个负载拉到低电平了，所以这个电路是不能输出高电平的。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(方便我们的讨论，实际情况中开关电阻不为0 ，另外对于三极管还存在饱和压降)，所以在开关上的电压为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，不考虑实际中的漏电流)，所以流过的电流名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - -

3、 - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 为0 ，因此在1K电阻上的压降也为0 ，所以输出端的电压就是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1K?)，如果接一个电阻为R 的负载，通过分压计算，就可以算得最后的输出电压为5*R/(R+1000)伏，即5/(1+1000/R)伏。所以，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，而导致输出电压不够的话，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，因为当开关闭合时，将产生电

4、流，由于开关能流过的电流是有限的，因此限制了上拉电阻的取值，另外还需要考虑到，当输出低电平时，负载可能还会给提供一部分电流从开关流过，因此要综合这些电流考虑来选择合适的上拉电阻。漏极开路(OD)输出：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，原理分析是一样的。对于漏极开路(OD)来说，必须在漏极输出端接上拉电阻，否则只能输出低电平。推挽(Push-Pull)输出：一般指两三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三极管截止，就刚好形成了推挽相连。这样的电路也称为推拉式或Totem-pole电

5、路。推挽电路适用于低电压大电流的场合，广泛应用于开关电源和功放电路中。简化电路图如下所示：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - 简单理解：推挽输出的结构就是把上面的上拉电阻也换成一个开关，当要输出高电平时，上面的开关通，下面的开关断;而要输出低电平时，则刚好相反。比起OC或 者OD来说，这样的推挽结构高、低电平驱动能力都很 强。如果两个输出不同电平的输出口接在一 起的话，就会产生很大的电流，有可能将输出口烧坏 。而上面

6、说的OC或OD输出则不会有这样的情况，因为上拉电阻提供的电流比较小。如果是推挽输出的要设置为高阻态时，则两个开关必须同时断开(或者在输出 口上使用一个 传输门)，这样可 作为输入状态。推挽输出 举例 ：传统8051单片机 的I/O接口只可以 作为标准双向 输入/输出接口，如果用其来驱动 LED则只能用 灌电流的方式或是用三极管外扩驱动电路。 灌电流方式是将LED正极接在VCC上，负极接在I/O接 口上，当 I/O接 口为高电平时 LED 两极的电平相同， 没有电流， LED为熄灭状态。当 I/O接口为低电平时，电流从VCC流入I/O接口，LED点亮 。当把LED正极接在 I/O接 口，负极接在

7、 GND ，将I/O接 口置 于高电平时， LED会点亮，但因为 I/O接口上拉能力不 足而使亮度不理 想。推挽 工作方式就是 具有强上拉能力的 工作 方式， 它可以实 现高电平驱动 LED。惊喜出现了， 把LED正负极分别接在两个I/O接口上，然后设置正 极的I/O接口为推挽输出，负极的 I/O接口为标准双向灌 电流输入，结果会 怎么样呢? 非常好，我们可以直接用 I/O接口驱动LED而不需要VCC和GN D 。LED点阵屏 就是 多个LED 的 阵列 连接，只要 把LED点阵屏 的所有 引脚 接在I/O接口上，然后根据LED点阵屏 的引脚定义，将对应 正极的 I/O接 口设置 成推挽，将对应负极的 I/O接口设置 成标准双向 输入， 余下的就是 把将要点亮 的LED点阵屏 上的 点所对应的行列线 分别给 予高低电平，那么一 切就尽在掌握之中。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -