什么是集电极开路门(什么叫集电极开路输出)-东辰安华生活网

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　　什么是开放集电极(OC)？先说开集输出的结构。开路集电极的输出结构如图1所示。右边晶体管的集电极没有接任何东西，所以叫集电极开路(左边的晶体管是用来反相的，这样输入为‘0’时，输出也是‘0’)。至于图1，当左端输入为“0”时，前三极管关断(即集电极C和发射极E断开)，于是5V电源通过1K电阻加到右三极管上，右三极管导通(即一个开关闭合)；左输入为“1”时，前三极管导通，后三极管关断(相当于开关关断)。

　　让我们将图1简化为图2。图2中的开关由软件控制，当“1”时打开，当“0”时关闭。显然，当开关闭合时，输出直接接地，因此输出电平为0。当开关关断时，输出暂停，即高阻态。此时，水平状态未知。如果后阻负载(即使是轻负载)接地，输出端的电平会被这个负载拉低，所以这个电路不能输出高电平。

　　请看图3。图3中的1K电阻是上拉电阻。如果开关闭合，有电流流过1K电阻和开关，但由于通断时电阻为0(方便我们讨论，实际中开关电阻不为0，三极管也有饱和压降)，开关上的电压为0，即输出电平为0。如果开关关断，由于开关电阻无穷大(同上，不考虑实际漏电流)，流过它的电流为零，所以1K电阻两端的压降也为零，所以输出端的电压为5V，这样就可以输出高电平。但是，该输出的内阻相对较大(即1k)。如果接一个电阻为R的负载，通过分压计算，最终输出电压可计算为5*R/(R 1000) V，即5/(1 1000/R) V。因此，如果要达到某个电压，R不能太小。如果R真的太小，导致输出电压不足，那么我们只能通过降低1K的上拉电阻来增加驱动能力。但是上拉电阻不能太小，因为开关闭合时会产生电流。由于流经开关的电流有限，上拉电阻的值也有限。另外，要考虑到当输出电平较低时，负载也可能提供一部分电流流过开关，所以要根据这些电流考虑选择合适的上拉电阻。

　　如果我们把一个读取数据的输入端连接到输出端，这就是一个IO口(51 IO口就是这样的结构，其中P0口内部不上拉，其他三个端口内部上拉)。当我们要使用输入功能时，只需要将输出端口设置为1，相当于那个开关被关断，而对于P0端口，则是高阻态。

　　什么是排水明沟(OD)？对于开漏(OD)输出，它非常类似于集电极开路输出。用场效应晶体管代替上面的三极管。这样集电极就成了漏极，OC成了OD。原理分析是一样的。

　　另一种输出结构是推挽输出。推挽输出的结构是把上拉电阻改成开关。当要输出高电平时，上开关接通，下开关断开。当要输出低电平时，情况正好相反。与OC或OD相比，这种推挽式结构无论在高低水平都有很强的驱动能力。如果两个输出电平不同的输出端口连接在一起，会产生很大的电流，可能会烧坏输出端口。但是上面说的OC或者OD输出不会有这种情况，因为上拉电阻提供的电流比较小。如果要将推挽输出设置为高阻态，必须同时关断两个开关(或者在输出端口使用传输门)，可以作为输入状态。AVR单片机的一些IO口就是这种结构。

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