开集OC、开漏OD与推挽输出电路PP：图文详解

开集OC、开漏OD与推挽输出电路PP：图文详解

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/weixin_66299220/article/details/142876845

在电子电路设计中，开集（Open Collector，OC）、开漏（Open Drain，OD）和推挽（Push-Pull）输出电路是最常见的三种输出电路类型。它们各自具有不同的工作原理和应用场景，理解这些电路的工作方式对于电子工程师来说至关重要。本文将通过图文结合的方式，详细解释这三种输出电路的特点和应用。

1. 开集（OC）输出

NPN开集输出

NPN晶体管的发射极内部连接到地，因此当晶体管开启时，NPN开漏内部形成短路（技术上是低阻抗或“低-Z”）连接到低电压（可能是地线），或者当晶体管关闭时形成开路（技术上是高阻抗或“高-Z”）。输出通常连接到外部上拉电阻，当晶体管关闭时，上拉电阻将输出电压拉到电阻的供电电压。

• NPN开：输出低
• NPN关：输出高阻态

（NPN开集输出）

PNP 开集输出

PNP 晶体管的发射极在内部连接到正电压，因此集电极在晶体管导通时输出高电压，在晶体管截止时输出高阻态。这有时称为“集电极开路，驱动高”。

• PNP开：输出高
• PNP关：输出高阻态

（PNP开集输出）

2. 开漏（OD）输出

开漏输出使用MOS 晶体管 (MOSFET) 代替 BJT，并将 MOSFET 的漏极暴露为输出。

3. 开漏/开集应用

1：电平转换

由于输出电平由上拉电阻连接的电源电平决定，所以可以很方便地实现不同电平之间的转换，例如从3.3V转换到5V，或者从5V转换到12V等。

2：线与功能

由于多个开漏输出或开集输出可以直接连接在一起，形成一个总线，所以可以实现线与功能，即只有当所有信号全部为高电平时，总线为高电平；只要有任意一个或者多个信号为低电平，则总线为低电平。这样可以实现信号的逻辑运算和同步控制，例如在I2C总线中，就使用了开漏输出来实现线与功能。

3：电流放大

由于开漏输出或开集输出的输出电流由上拉电阻的大小决定，所以可以通过调节上拉电阻的阻值来实现电流的放大，例如在LED驱动中，就可以使用开漏输出或开集输出来提供较大的电流。

4. 开漏/开集输出缺点

输出速度慢

由于输出高电平时需要通过上拉电阻充电，而上拉电阻的阻值不能太小，否则会造成过大的功耗，所以输出高电平的速度会受到限制，不能达到很高的频率。

功耗大

由于输出低电平时需要通过上拉电阻放电，而上拉电阻的阻值不能太大，否则会影响输出电平的稳定性，所以输出低电平时会有较大的功耗，不能实现低功耗的设计。

5. 推挽输出

推挽（push-pull）输出是由两个MOS或者三极管组成，两个管子始终保持一个导通，另一个截止的状态。推挽电路最大的特点：就是能够增强输入信号的驱动能力。

1. 当输入高电平时，叫做推，上管Q1导通，下管Q2关闭，电流走向VCC→Q1→Vout
   

2. 当输入低电平时，叫做挽，上管Q1关闭，下管Q2导通，电流走向Vout→Q2→GND
   

6. 开漏开集和推挽的区别