如何正確的理解漏極開路輸出跟推挽輸出?

網上面的資料很亂,所以想重新向大師們提問!最好是一種圖文並茂的方式!謝謝!


謝邀。

我覺得下面這個「網上資料」還是很不錯的。

單片機I/O口推挽輸出與開漏輸出的區別(轉)

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我還是認真回答一下吧。

要理解推挽輸出,首先要理解好三極體(晶體管)的原理。下面這種三極體有三個埠,分別是基極(Base)、集電極(Collector)和發射極(Emitter)。下圖是NPN型晶體管。


這種三極體是電流控制型元器件,注意關鍵詞電流控制。意思就是說,只要基極B有輸入(或輸出)電流就可以對這個晶體管進行控制了。

下面請允許我換一下概念,把基極B視為控制端,集電極C視為輸入端,發射極E視為輸出端。這裡輸入輸出是指電流流動的方向。

當控制端有電流輸入的時候,就會有電流從輸入端進入並從輸出端流出。

PNP管正好相反,當有電流從控制端流出時,就會有電流從輸入端流到輸出端。

那麼推挽電路

上面的三極體是N型三極體,下面的三極體是P型三極體,請留意控制端、輸入端和輸出端。

當Vin電壓為V+時,上面的N型三極體控制端有電流輸入,Q3導通,於是電流從上往下通過,提供電流給負載。

經過上面的N型三極體提供電流給負載(Rload),這就叫「」。

當Vin電壓為V-時,下面的三極體有電流流出,Q4導通,有電流從上往下流過。

經過下面的P型三極體提供電流給負載(Rload),這就叫「」。

以上,這就是推挽(push-pull)電路

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那麼什麼是開漏呢?這個在我答案一開頭給出的「網上資料」里講得很詳細了,我這裡也簡單寫一下。

要理解開漏,可以先理解開集

如圖,開集的意思,就是集電極C一端什麼都不接,直接作為輸出埠。

如果要用這種電路帶一個負載,比如一個LED,必須接一個上拉電阻,就像這樣。

當Vin沒有電流,Q5斷開時,LED亮。
當Vin流入電流,Q5導通時,LED滅。

開漏電路,就是把上圖中的三極體換成場效應管(MOSFET)。

N型場效應管各個埠的名稱:

場效應管是電壓控制型元器件,只要對柵極施加電壓,DS就會導通。

結型場效應管有一個特性就是它的輸入阻抗非常大,這意味著:沒有電流從控制電路流出,也沒有電流進入控制電路。沒有電流流入或流出,就不會燒壞控制電路。而雙極型晶體管不同,是電流控制性元器件,如果使用開集電路,可能會燒壞控制電路。這大概就是我們總是聽到開漏電路而很少聽到開集電路的原因吧?因為開集電路被淘汰了。


被人邀請回答這個問題是否是一種悲哀?

其實字面意思已經很形象了,題主是高中以下學歷我就不追究了。高中以上學歷一定要批評一下這種不主動求索的態度。

先文字答一下,後補圖。

1、開漏

全部名字是,內部mos管漏極開路(也可理解為晶體管集電極開路)。輸出引腳只有對地低阻抗以及高阻態兩種模式。

2、推挽

內部有上下兩個mos(或晶體管),輸出引腳有對VCC低阻抗以及對地低阻抗兩種模式。

下面付一個無腦版的,用開關代替晶體管或MOS管。等效電路。


謝邀,前面的答案都講得很清楚了,因為這個本來就是很簡單的定西,我從應用的角度說一下吧,理解了這些應用背後原因,就肯定理解了兩者。

1. 推挽輸出能夠輸出高或者低,而開漏輸出只能輸出低,或者關閉輸出,因此開漏輸出總是要配一個上拉電阻使用。

2. 開漏輸出的上拉電阻不能太小,太小的話,當開漏輸出的下管導通時,電源到地的電壓在電阻上會造成很大的功耗,因此這個電阻阻值通常在10k以上,這樣開漏輸出在從輸出低電平切換到高電平時,速度是很慢的。

3. 推挽輸出任意時刻的輸出要麼是高,要麼是低,所以不能將多個輸出短接,而開漏輸出可以將多個輸出短接,共用一個上拉,此時這些開漏輸出的驅動其實是與非的關係。

4. 推挽輸出輸出高時,其電壓等於推挽電路的電源,通常為一個定值,而開漏輸出的高取決於上拉電阻接的電壓,不取決於前級電壓,所以經常用來做電平轉換,用低電壓邏輯驅動高電壓邏輯,比如3.3v帶5v。


謝邀,請仔細考慮兩種電路是如何輸出高電平的,如能想通了,這個問題就不在話下。


大部分人模電學得渣,不要怪自己,基本是教材害的:)

模電要結合例子才能理解得了,但是國內教材很喜歡把理論硬生生地抽象出來,看不懂很正常

先說說推挽電路的來歷,它的存在,是為了省電。假如你想用電腦通過一個音響放歌,要經歷如下過程:電腦把歌曲以0和1的形式扔給一個dac(數轉模),然後0和1就會變成一串平滑的模擬信號,但是這個信號很小,只有幾mW,推動不了喇叭,所以還要經過一個小信號放大電路,把信號放大到幾百mW,但是發覺還不夠給力,所以信號還要經過一個大信號放大電路(又叫A類功率放大電路),這時候信號有幾十W了,足夠驅動很多東西了(現在的筆記本也就十幾二十W左右),但是現在出現一個新問題,我不放歌(沒有輸入信號)的時候,功放電路處於靜態工作點,但還是有電流會流過集電極,這是很浪費的,有沒有辦法在沒有輸入信號的情況下,功放電路就關掉呢?

所以B類推挽放大電路誕生了,請看下圖。

看不懂不要緊,慢慢來分析:)

它的特點是兩個晶體管(不一定要對稱分布)

首先沒有輸入信號,那麼變壓器部分(都是導線嘛...)作短路處理,然後它就長成這樣

此時兩個管子的B端和E端連在一塊兒,所以C端是沒有電流通過的,也就是說,沒有輸入的時候,省電的目標達成了:)

接著,有(交流)信號輸入時,導線部分會阻礙交流信號,而電源因為阻抗太小,作短路處理,結果它長這樣

把輸入端的變壓器分析一下

哈!變壓器右邊的兩匝線圈的輸出信號是反相的(相反的),也就是說,上面那個管子工作的時候,下面的就不工作,反之亦然。一推一拉,所以它的英文名叫push pull,直接翻譯成「推拉」,但是所有教材都翻譯成「推挽」,理科狗看不懂這信達雅的翻譯,當時就慫了...

至於開漏電路,我用的比較少,有時會用於做成反相器(也就是非邏輯),好處是電路簡單,壞處是不省電。應該還有其他的用途,找一找,可以加深理解。

我手上的教材是11區的教材翻譯過來的

看之前先了解一下歐姆定理,基爾霍夫定理,戴維南定理(還有他的cp的一個定理),然後就可以看這本書了,後面會教你做各種奇奇怪怪的機器人哦


開漏單刀單置,推挽單刀雙置


當初我看到 漏極開路 跟推挽 兩種結構時候,就想為什麼會有這兩種的設計存在?肯定不是閑的沒事蛋疼。如果能理解這兩種設計的目的,個人覺得非常有助於記憶!

對於驅動設備的IO來說,在不知道被驅動設備是多少V作為邏輯高收入,0V為邏輯低大多數情況下通用,OD是個非常好的選擇,因為可以自由選擇 外部上拉電阻的上拉電壓,只要不超過驅動設備的IO容限,完全可以任意選擇。

舉個例子,假如有兩個設備需要驅動,一個要5V的,一個要3.3V的,我可以選擇一個OD引腳上拉3.3V,另一個上拉5V。但是推挽就麻煩了,兩個推挽引腳,做在晶元內部,通常是統一的高電平,面對兩種驅動電平的時候,就只能使用外置電平轉換。

OD引腳還支持另一種功能,叫「」線與「」,這個前面有大神回答了,我就不多說。

OD從集成工藝上,還少了一個MOS,所以早期51單片機沒有推挽,是OD+內置上拉,工藝簡化了。

推挽電路同樣有著自己的設計目的,就是彌補OD帶來的缺陷,包括以下幾點

  1. OD的上拉電阻佔用空間,推挽內置。
  2. OD的IO電平反轉速率不夠,通常做到2M,推挽輕鬆50M甚至更高。
  3. OD帶負載的能力不如推挽。


感謝樓上的回答,真的特別耐心詳細。作為一名女生(雖然我這種笨蛋不能代表大部分女生),經常看書理解不了,就變成了死記硬背,然後過陣子就會忘記......導師也總是說我,基礎不紮實,腦子不靈活云云。就像樓上有同學所說,一個好老師或者一本好教材,真的特別有用。比如贊最多的回答,對我來說就非常有用。謝謝


問題的本意可能是指數字電路的輸出級。漏極開路允許線與,容易進行電平轉移,但是輸出幅度擺不到電源和地,而且速度較慢。推挽輸出的特點正好與漏極開路相反。


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