开漏输出和推挽输出

1. 推挽输出与开漏输出的区别:

推挽输出:可以输出高,低电平,连接数字器件
开漏输出:输出端相当于三极管的集电极. 要得到高电平状态需要上拉电阻才行. 适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内).

2. 开漏电路特点


    在电路设计时我们常常遇到开漏(open drain)和开集(open collector)的概念。所谓开漏电路概念中提到的“漏”就是指MOSFET的漏极。同理,开集电路中的“集”就是指三极管的集电极。开漏电路就是指以MOSFET的漏极为输出的电路。一般的用法是会在漏极外部的电路添加上拉电阻。完整的开漏电路应该由开漏器件和开漏上拉电阻组成。

    组成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。当IC内部MOSFET导通时,驱动电流是从外部的VCC流经R pull-up ,MOSFET到GND。IC内部仅需很小的栅极驱动电流。
    2. 可以将多个开漏输出的Pin,连接到一条线上。形成 “与逻辑” 关系。这也是I2C,SMBus等总线判断总线占用状态的原理。
    3. 可以利用改变上拉电源的电压,改变传输电平。这样我们就可以用低电平逻辑控制输出高电平逻辑了。
    4. 开漏Pin不连接外部的上拉电阻,则只能输出低电平(因此对于经典的51单片机的P0口而言,要想做输入输出功能必须加外部上拉电阻,否则无法输出高电平逻辑)。
    5. 标准的开漏脚一般只有输出的能力。添加其它的判断电路,才能具备双向输入、输出的能力。
    
    开漏输出就是不输出电压,低电平时接地,高电平时不接地。如果外接上拉电阻,则在输出高电平时电压会拉到上拉电阻的电源电压。这种方式适合在连接的外设电压比单片机电压低的时候。


3. 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(open collector)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,推拉式输出级既提高电路的负载能力,又提高开关速度。
    推挽电路是两个参数相同的三极管或MOSFET,以推挽方式存在于电路中,各负责正负半周的波形放大任务,电路工作时,两只对称的功率开关管每次只有一个导通,所以导通损耗小效率高。输出既可以向负载灌电流,也可以从负载抽取电流。
    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。

    推挽输出就是单片机引脚可以直接输出高电平电压。低电平时接地,高电平时输出单片机电源电压。这种方式可以不接上拉电阻。但如果输出端可能会接地的话,这个时候输出高电平可能引发单片机运行不稳定,甚至可能烧坏引脚。
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