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OC门电路和OD门电路原理

2020年04月09日 09:07 次阅读

OC门与OD门以及线与逻辑

OC(Open Collector)门又叫集电极开路门,主要针对的是BJT电路(从上往下依次是基极,集电极,发射极)

OD(Open Drain)门又叫漏极开路门,主要针对的是MOS管(从上往下依次是漏极、栅极、源极)

线与逻辑指的是两个输出端直接互联就可以实现“AND”的功能,如下图

如果按照该图的做法直接互联的话,会导致形成阻值低的通道,产生大电流,电路会出现问题的

那么这个时候就用到了OD门,

通常CMOS门电路都有反相器作为输出缓冲电路,如上图所示,如果将两个CMOS与非门G1和G2的输出端连接在一起,并设G1的输出处于高电平,TN1截止,TP1导通;而G2的输出处于低电平,TN2导通,TP2截止,这样从G1的TP1端到G2的TN2端将形成一低阻通路,从而产生很大的电流,很有可能导致器件的损毁。

那么,我们就需要寻找一种新的方式实现线与逻辑,即OD门。所谓漏极开路门(OD门)是指CMOS门电路的输出只有NMOS管,并且它的漏极是开路的。使用OD门时必须在漏极和电源VDD之间外接一个上拉电阻(pull-up resister)RP。如图2所示为两个OD与非门实现线与,将两个门电路输出端接在一起,通过上拉电阻接电源。

可以看出,OD门就是将反相器的上面的pmos管拿掉了而已。

当两个与非门的输出全为1时,输出为1;只要其中一个输出为0,则输出为0,所以该电路符合与逻辑功能,即L=(AB)‘(CD)’。

此外还有上下拉电阻以及推免输出

推挽输出也是一种实现线与的方法

OC门电路和OD门电路原理

1、OC门

OC门和OD门它们的定义如下:

OC:集电极开路(Open Collector)

OD:漏极输出(Open Drain)

这是相对于两个不同的元器件而命名的,OC门是相对于三极管而言,OD门是相对于MOS管。

我们先来分析下OC门电路的工作原理:

当INPUT输入高电平,Ube》0.7V,三极管U3导通,U4的b点电位为0,U4截止,OUTPUT高电平

当INPUT输入低电平,Ube《0.7V,三极管U3截止,U4的b点电位为高,U4导通,OUTPUT低电平

OC门电路和OD门电路原理

OC门电路

其中R25为上拉电阻:何为上拉电阻?将不确定的信号上拉至高电平。

假设:没有R25,那么OUTPUT的输出是通过ce与地连接在一起的,输出端悬空了,即高阻态。这时候OUTPUT的电平状态未知,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,它是不能输出高电平的。

因此,需要接一个电阻到VCC,而这个电阻就叫上拉电阻。

2、OD门

OC门与OD门是十分相似的,将三极管换成了MOS管

当INPUT输入高电平,GS》阈值电压,MOS管Q1导通,Q3的G点电位为0,Q3截止,OUTPUT高电平

当INPUT输入低电平,GS《阈值电压,MOS管Q1截止,Q3的G点电位为高,Q3导通,OUTPUT低电平

OD门

开漏它其实利用了外围电路的驱动能力,减少了IC内部的驱动,因此想让它作为驱动电路,必须接上拉电阻才能正常工作,例如51单片机的P0口。而且驱动能力与上拉阻值和电压有关,电阻越大,相应的驱动电流就小。

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