itciskra.ru
Открытый коллектор — это тип выхода, который состоит из коллектора транзистора и резистора, подключенных между выходной линией и напряжением питания. Когда выход микросхемы находится в состоянии «0» (низком уровне), транзистор открывается, создавая соединение между выходной линией и общим проводом. В состоянии «1» (высоком уровне) транзистор закрыт и выходная линия отключена от общего провода.
Открытый сток — это еще один тип выхода, который также используется для создания соединения между выходной линией и общим проводом в состоянии «0». Отличие от открытого коллектора состоит в том, что открытый сток использует транзистор с открытым стоком вместо коллектора. В состоянии «1» транзистор закрыт и выходная линия отключена.
Примечание: открытый коллектор и открытый сток часто используются вместе с резистором подтяжки, чтобы создать устойчивые уровни сигнала.
Сдвоенный выход (push-pull) — это тип выхода, который создает оба уровня сигнала — «0» и «1». Он состоит из двух транзисторов: одного для состояния «0» и другого для состояния «1». В состоянии «0» транзистор для «0» открывается, а транзистор для «1» закрывается, создавая соединение между выходной линией и общим проводом. В состоянии «1» происходит обратное: транзистор для «0» закрыт, а транзистор для «1» открыт.
Открытый коллектор — тип выхода цифровой микросхемы
Отличительной особенностью открытого коллектора является то, что выходной пин микросхемы не имеет подключенного к нему напряжения питания. Вместо этого, выходной пин имеет выходное устройство, которое может подтягивать выходной пин к источнику питания или оставлять его разомкнутым.
В состоянии ‘1’ выходного сигнала, открытый коллектор подключает выходной пин к источнику питания, тем самым образуя замкнутую цепь. В состоянии ‘0’, открытый коллектор оставляет выходной пин разомкнутым, что помогает избежать непреднамеренных коротких замыканий.
Такая конфигурация позволяет использовать открытый коллектор для реализации инверсии сигнала, а также для коммутации между источником напряжения и землей. Это делает этот тип выхода особенно полезным в различных цифровых схемах и интерфейсах.
Описание работы открытого коллектора
Работа открытого коллектора основывается на схеме с транзистором, в которой коллекторный вывод транзистора соединен с выходным пином микросхемы. Входной сигнал подается на базу транзистора, и если он находится в активном состоянии (1), то транзистор насыщается и «закрывает» коллекторный вывод. В этом случае на выходе микросхемы устанавливается логически низкий уровень (0).
Если же входной сигнал находится в неактивном состоянии (0), транзистор переходит в открытое (ненасыщенное) состояние, и коллекторный вывод открывается. В этом случае на выходе микросхемы устанавливается логически высокий уровень (1).
Таким образом, открытый коллектор позволяет управлять связанными устройствами, подключенными к выходам микросхемы, путем переключения между высоким и низким уровнями напряжения. Он обычно используется для управления светодиодами, реле и другими устройствами, которые требуют большого тока.
Открытый сток — тип выхода цифровой микросхемы
В отличие от выхода с открытым коллектором, выход с открытым стоком не требует внутреннего подтягивающего резистора. Вместо этого, выход микросхемы подключается непосредственно к устройству с внешней нагрузкой, такой как резистор или транзистор.
Когда выходная логическая единица равна логическому «1», выход микросхемы отключается от земли и внешняя нагрузка подключена к питанию. В этом случае, напряжение на выходе будет равно питанию и устройство с внешней нагрузкой будет включено.
Когда выходная логическая единица равна логическому «0», выход микросхемы отключается от питания и внешняя нагрузка подключена к земле. В этом случае, напряжение на выходе будет равно нулю и устройство с внешней нагрузкой будет выключено.
Тип выхода с открытым стоком широко используется для реализации различных интерфейсов, таких как I2C, SMBus и других шин с открытым стоком. Он также часто используется в микроконтроллерах для подключения периферийных устройств, таких как дисплеи, сенсоры и другие внешние устройства.
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| — Возможность подключения к разным уровням напряжения | — Не может быть использован для подключения к активно нагруженным устройствам |
| — Не требует внутреннего подтягивающего резистора | — Ограниченная выходная мощность |
| — Широко используется для различных интерфейсов | — Не обладает высокой помехоустойчивостью |
Как работает открытый сток
Открытый сток реализуется с помощью транзистора с обратным разрывом, который управляется цифровым сигналом. Когда цифровой сигнал управления устанавливается в состояние «1» (высокий уровень), транзистор открывается и устанавливает соединение с землей или низким напряжением.
Когда цифровой сигнал управления устанавливается в состояние «0» (низкий уровень), транзистор закрывается и разрывает соединение с землей или низким напряжением. В этом случае, открытый сток не соединен с землей и может быть использован для управления другими устройствами.
Открытый сток наиболее полезен, когда устройство, которым он управляет, требует большого тока, например, внешняя физическая нагрузка или другой устройство с низким сопротивлением. Это позволяет подключить открытый сток к питанию, а управлять им при помощи транзистора через цифровой сигнал.
Открытый сток отличается от других типов выходов цифровых микросхем, таких как открытый коллектор или сдвоенный, по тому, что он предлагает возможность управления большим током и может работать в разных полярностях напряжения.
Сдвоенный — тип выхода цифровой микросхемы
Основное преимущество сдвоенного типа выхода состоит в том, что он позволяет подключать два различных устройства или цепи к одному выходу микросхемы. Это позволяет сэкономить место на плате и упростить схему подключения.
Сдвоенный тип выхода работает по принципу коммутации с одним или двумя транзисторами. При этом, каждый транзистор может быть активирован независимо от другого. Это позволяет управлять двумя нагрузками, подключенными к выходу микросхемы, с помощью различных сигналов.
Сдвоенный тип выхода широко применяется в различных цифровых устройствах, таких как микроконтроллеры, цифровые схемы усиления и другие. Обычно в спецификациях микросхем указывается тип выходов, включая их тип (сдвоенный, открытый коллектор или открытый сток), а также характеристики сдвоенного выхода, такие как максимальное напряжение и ток, которые он может выдерживать.
Таким образом, сдвоенный тип выхода цифровой микросхемы является важным элементом при проектировании цифровых устройств, позволяющим управлять двумя независимыми нагрузками на одном выходе микросхемы и применяется в различных областях электроники.
Работа сдвоенного выхода
Работа сдвоенного выхода основана на его способности коммутировать два различных типа нагрузки: активную и пассивную. При подключении активной нагрузки, сдвоенный выход управляет током, который идет через нее. При подключении пассивной нагрузки, сдвоенный выход выступает в качестве источника или стока тока, образуя закрытую цепь.
Сдвоенный выход обычно используется в схемах с различными уровнями напряжения. Он позволяет управлять выходным напряжением путем изменения нагрузки, и в то же время обеспечивает защиту микросхемы от перегрузок и перенапряжений.
Для работы с сдвоенным выходом необходимо правильно настроить его подключение к другим элементам схемы. Например, при подключении к активной нагрузке необходимо учесть максимальный ток, который может протекать через выход. При подключении к пассивной нагрузке, необходимо определить необходимое сопротивление для создания необходимого уровня напряжения.
Важно отметить, что в работе с сдвоенным выходом необходимо соблюдать правила безопасности и предотвращать возможные короткозамыкания или перегрузки, которые могут повредить микросхему.