OC门、OD门、开漏、推挽、图腾柱
1.OC门
OC门:Open Collector,又称集电极开路,结合上面三极管的引脚很好理解,三极管的C集电极开路的电路。
2.OD门
OD门:Open Drain,漏极开路门,和上面其实是一样的,只不过上面是针对三极管而言,OD们是针对场效应管而言,也很好理解,MOS管的D漏极开路的电路。
MOS管在很多场合性能要比晶体管要好,所以很多开漏输出电路都用MOS管实现。
在有些时候, 开漏输出可以泛指 OC门和 OD门电路。
分析原理 :
input 输入高电平,output 输出低电平;
input 输入低电平,output 呈现高阻态,电平不确定。
有一个细节得说明一下:
OC 门input 为高电平的时候,output 实际输出不是 0V,
因为三极管存在饱和压降,一般小功率三极管大概在0.2~ 0.3V,
所以output 其实为 0.3V左右。
OD 门input 为高电平的时候,output 几乎等于 0V,
因为 MOS管的导通阻抗很低。
因为 OC/OD 门电路不具备输出高电平的能力,
所以在一般应用中,是需要外接上拉电阻的。
上拉电阻的选择:
上拉电阻过大,会影响信号切换的速度,就类似于 IO 口的翻转速度,如下图:
上拉电阻过小,会更加功耗,甚至可能烧坏 OC/OD 门。其实就是影响了回路中的电流大小,上拉电阻过小,回路电流就越大,电流越大,功耗越大,甚至超过 三极管或者 MOS 管的最大电流,烧坏管子。
在实际使用中,个人经验 1K ~ 10K 都是没问题的,我在 I2C 通讯中用用过10K ,也用过 3.3K 都没什么问题。
应用
电平转换电路。
线与逻辑
两个或者多个 输出端(output) 直接连接就可以实现与逻辑功能。
典型的场合我们熟悉的 I2C 总线就是OC/OD门,也是因为这种 IO 的高阻态输出和线与逻辑才能让 I2C 总线能够有一个master,多个slave 。
开漏输出,其实就是上面说的 OD 门。
对于开漏输出来说,输出部分的 PMOS 不工作
,只有 NMOS 工作,就是上面我们介绍和
OD 门一模一样的电路。对于单片机使用软件
I2C 进行设备通讯, IO 口模式就需要设置
为开漏输出,通过外接上拉电阻进行通信。
4.推挽输出
推挽输出是一种使用一对选择性地从相连负载
灌电流或者拉电流的器件的电路。
推挽电路使用两个参数相同的三极管或MOSFET,以推挽方式存在于电路中。
电路工作时,两只对称的开关管每次只有一个导通,所以导通损耗小、效率高。
推挽输出两个管子始终处在一个导通另一个截止的状态。
当 input 输出高电平时,上面的 NPN 导通,下面的 PNP 截止, output 输出高电平;
当 input 输出低电平时,上面的 NPN 截止,下面的 PNP 导通, output 输出低电平;
当 input 输出高电平时,上面的 PMOS 截止,下面的NMOS导通, output 输出低电平;
当 input 输出低电平时,上面的 PMOS 导通,下面的NMOS截止, output 输出高电平;
MOS管和三极管的高低电平是相反的。
5.图腾柱驱动电路
图腾柱其实就是推挽输出的两个三极管电路。
图腾柱电路的主要作用,就是提升电流驱动能力,迅速完成对于门极电荷的充电或者放电的过程。
不用IO驱动、或者三极管(很多情况下也是可以的)、为什么 MOS 管需要图腾柱驱动???
还是因为寄生电容。
如果栅极信号是脉冲,脉冲信号跳变的时候栅极的寄生电容就会充电或者放电,从而产生电流。当脉冲频率非常高时,电容所造成的影响会非常突出,开关电源中为了确保 MOS几乎不在线性区域内停留,需要尽最大的可能去加快栅极的跳变沿,这就使得驱动电路必须以非常大的电流去给栅极电容充电和放电,才能确保栅极电压以极快的速度跳变,由此所产生的栅极电流峰值甚至可以超过10A,这种情况下当然首选驱动能力强的电路来提供栅极信号。
转载博主:
矜辰所致
原文链接理一理 OC/OD 门、开漏输出、推挽输出等一些相关概念_oc门能提高带负载能力-CSDN博客