一文搞懂OC门、OD门及其作用
一文搞懂OC门、OD门及其作用
OC门（Open Collector Gate）和OD门（Open Drain Gate）是电子工程中常见的两种门电路，它们在电平转换、实现线与以及增强驱动能力等方面具有重要作用。本文将从原理出发，详细介绍OC门和OD门的工作原理及其应用场景。
1 什么是OC门、OD门
OC门（Open Collector Gate）：集电极开路门，如图1所示，当N1导通时，输出低电平；当N1截止时，输出高阻态（电路的一种输出状态，既不是高电平也不是低电平，电路分析时可以理解为开路）。
OD门（Open Drain Gate）：漏极开路门，如图2所示，与OC门类似，当N1导通时，输出低电平；当N1截止时，输出高阻态。
图1 OC门
图2 OD门
OC门与OD门在实现的功能上是相同的，区别在于OC门是对于三极管而言，OD门是对于MOS管而言，下面我们就以OC门为例进行介绍。
2 OC门的作用
（1）电平转换
我们上面说过，当N1导通时，输出低电平；当N1截止时，输出高阻态。但是如果在外部接一个上拉电阻接到VCC上，当N1截止时，输出的电压就是VCC（三极管理解为开路）。利用这个特性，我们就可以通过改变上拉电阻接的电压来改变输出的电平，实现电平转换。例如，芯片供电电压为3.3V，VCC电压为10V，我们就可以实现3.3V到10V的电平转换。
图3 OC门实现电平转换
（2）实现线与
线与：如果有两个门电路，输出端口直接相连，可以实现“与”的逻辑（有一个门电路输出为低电平时，结果就为低电平；两个门电路输出均为高电平时，结果为高电平），那就是线与。
用普通的TTL器件输出引脚直接相连能不能实现线与呢？
图4为普通的推挽式TTL输出端口的结构示意图，我们直接把两个TTL器件的输出端口连接起来会如何呢？
图4 推挽式TTL输出端口结构示意图
图5为将两个TTL器件输出直接连接起来的示意图，当驱动门1输出为高、驱动门2输出为低时，N1、N4导通，N2、N3截止，电流流向如图中红色线所示，当N1导通时，N1处于深度饱和状态，电流比较大，容易将N1 N4烧坏。同理，当驱动门1输出低，驱动门2输出高时，电流如图中绿色线所示，容易将N2 N3烧坏，所以用两个TTL器件输出直接连接起来难以实现线与的功能。
图5 两个TTL器件输出直接连接起来示意图
如果用OC门呢？我们将两个OC门输出直接连接起来，同时，为了避免出现高阻态，我们在外部接一个上拉电阻，如图6所示。
图6 OC门实现线与结构示意图
我们再来分析这个电路，当N1导通，N2截止时，相当于直接把OUT拉倒地，输出低电平；同理，N1截止，N2导通时也输出低电平；N1 N2均导通时输出低电平，N1 N2均截止时输出高电平。这样，就实现了线与的逻辑。
（3） 增大驱动能力
当开漏门的输出处于低电平状态（逻辑0），输出晶体管处于导通状态，允许电流从输出引脚流过到地（或接地电位）。这样，输出引脚被有效地拉低到接地电位，形成了逻辑0信号。