关于三极管电路,什么是集电极开路输出？ -

标题: 关于三极管电路,什么是集电极开路输出？ [打印本页]

作者: 51黑bing 时间: 2016-3-20 21:18
标题: 关于三极管电路,什么是集电极开路输出？
　　我们先来说说集电极开路输出的结构。集电极开路输出的结构如图1所示，右边的那个三极管集电极什么都不接，所以叫做集电极开路（左边的三极管为反相之用，使输入为“0”时，输出为“1”）。对于图1，当左端的输入为“0”时，前面的三极管截止（即集电极C跟发射极E之间相当于断开），所以5V电源通过1K电阻加到右边的三极管上，右边的三极管导通（即相当于一个开关闭合）；当左端的输入为“1”时，前面的三极管导通，而后面的三极管截止（相当于开关断开）。我们将图1简化成图2的样子。图2中的开关受软件控制，“1”时断开，“0”时闭合。很明显可以看出，当开关闭合时，输出直接接地，所以输出电平为0。而当开关断开时，则输出端悬空了，即高阻态。这时电平状态未知，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了，所以这个电路是不能输出高电平的。

　　再看图3。图3中那个1K的电阻即是上拉电阻。如果开关闭合，则有电流从1K电阻及开关上流过，但由于开关闭和时电阻为0（方便我们的讨论，实际情况中开关电阻不为0，另外对于三极管还存在饱和压降），所以在开关上的电压为0，即输出电平为0。如果开关断开，则由于开关电阻为无穷大（同上，不考虑实际中的漏电流），所以流过的电流为0，因此在1K电阻上的压降也为0，所以输出端的电压就是5V了，这样就能输出高电平了。但是这个输出的内阻是比较大的（即1KΩ），如果接一个电阻为R的负载，通过分压计算，就可以算得最后的输出电压为5*R/(R+1000)伏，即5/(1+1000/R)伏。所以，如果要达到一定的电压的话，R就不能太小。如果R真的太小，而导致输出电压不够的话，那我们只有通过减小那个1K的上拉电阻来增加驱动能力。但是，上拉电阻又不能取得太小，因为当开关闭合时，将产生电流，由于开关能流过的电流是有限的，因此限制了上拉电阻的取值，另外还需要考虑到，当输出低电平时，负载可能还会给提供一部分电流从开关流过，因此要综合这些电流考虑来选择合适的上拉电阻。

作者: simleli 时间: 2020-12-13 14:34
找了这么多，能说清楚这个问题的只有这篇文了，就为了顶一下，专门注册了用户！

谢谢楼主！

作者: 老愚童63 时间: 2020-12-14 07:56
所谓集电极（C极）（MOS管D极）开路输出，顾名思义，就是晶体管的C极单独引出作为输出端口（MOS管D极）的输出。对于这样的输出端，如果输出低电平可以，输出高电平则需要接上拉电路提供电流。也就是可以灌电流而不能拉电流输出。要实现拉电流输出，就必需外接提供拉电流通路。

作者: 老愚童63 时间: 2020-12-14 08:01
至于拉电流通路的构成，最常用的是上拉电阻。但也不一定只有上拉电阻，任何能够提供上拉电流的通路都可以，例如：恒流源电路，晶体管，稳压管等。

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