關于三極管電路,什么是集電極開路輸出？

ID:109770 · 發(fā)表于 2016-3-20 21:18

　　我們先來說說集電極開路輸出的結構。集電極開路輸出的結構如圖1所示，右邊的那個三極管集電極什么都不接，所以叫做集電極開路（左邊的三極管為反相之用，使輸入為“0”時，輸出為“1”）。對于圖1，當左端的輸入為“0”時，前面的三極管截止（即集電極C跟發(fā)射極E之間相當于斷開），所以5V電源通過1K電阻加到右邊的三極管上，右邊的三極管導通（即相當于一個開關閉合）；當左端的輸入為“1”時，前面的三極管導通，而后面的三極管截止（相當于開關斷開）。我們將圖1簡化成圖2的樣子。圖2中的開關受軟件控制，“1”時斷開，“0”時閉合。很明顯可以看出，當開關閉合時，輸出直接接地，所以輸出電平為0。而當開關斷開時，則輸出端懸空了，即高阻態(tài)。這時電平狀態(tài)未知，如果后面一個電阻負載（即使很輕的負載）到地，那么輸出端的電平就被這個負載拉到低電平了，所以這個電路是不能輸出高電平的。

　　再看圖3。圖3中那個1K的電阻即是上拉電阻。如果開關閉合，則有電流從1K電阻及開關上流過，但由于開關閉和時電阻為0（方便我們的討論，實際情況中開關電阻不為0，另外對于三極管還存在飽和壓降），所以在開關上的電壓為0，即輸出電平為0。如果開關斷開，則由于開關電阻為無窮大（同上，不考慮實際中的漏電流），所以流過的電流為0，因此在1K電阻上的壓降也為0，所以輸出端的電壓就是5V了，這樣就能輸出高電平了。但是這個輸出的內阻是比較大的（即1KΩ），如果接一個電阻為R的負載，通過分壓計算，就可以算得最后的輸出電壓為5*R/(R+1000)伏，即5/(1+1000/R)伏。所以，如果要達到一定的電壓的話，R就不能太小。如果R真的太小，而導致輸出電壓不夠的話，那我們只有通過減小那個1K的上拉電阻來增加驅動能力。但是，上拉電阻又不能取得太小，因為當開關閉合時，將產生電流，由于開關能流過的電流是有限的，因此限制了上拉電阻的取值，另外還需要考慮到，當輸出低電平時，負載可能還會給提供一部分電流從開關流過，因此要綜合這些電流考慮來選擇合適的上拉電阻。

ID:859515 · 發(fā)表于 2020-12-13 14:34

找了這么多，能說清楚這個問題的只有這篇文了，就為了頂一下，專門注冊了用戶！

謝謝樓主！

ID:491875 · 發(fā)表于 2020-12-14 07:56

所謂集電極（C極）（MOS管D極）開路輸出，顧名思義，就是晶體管的C極單獨引出作為輸出端口（MOS管D極）的輸出。對于這樣的輸出端，如果輸出低電平可以，輸出高電平則需要接上拉電路提供電流。也就是可以灌電流而不能拉電流輸出。要實現拉電流輸出，就必需外接提供拉電流通路。

ID:491875 · 發(fā)表于 2020-12-14 08:01

至于拉電流通路的構成，最常用的是上拉電阻。但也不一定只有上拉電阻，任何能夠提供上拉電流的通路都可以，例如：恒流源電路，晶體管，穩(wěn)壓管等。

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