Wyjście typu otwarty kolektor

Otwarty kolektor jest logiką układu scalonego typu wyjściowego o technicznym układzie dwubiegunowym . Termin ekwiwalent otwartego drenu jest używany w przypadku techniki MOS .

Zasada

Kiedy wewnętrzna logika umieszcza wysoki poziom na wejściu, wewnętrzny tranzystor jest nasycony i Vs ~ 0.

Gdy wewnętrzna logika ustawi niski poziom na wejściu, tranzystor jest blokowany, a Vs = Z (wysoka impedancja). Jest to równoważne edycji bez wyjścia (nie ma to wpływu na pozostałą część edycji).

Rezystor wyciągany jest używany do ustawiania w stanie wysokiej impedancji stan logiczny Vs = Z do 1. Opór jest połączony pomiędzy źródłem zasilania i na wyjściu, a jej wartość jest tak obliczona, że:

Przykład obliczenia oporu ciągnienia:

Jeśli wybierzemy średnią wartość, 1  kΩ , tranzystor wyjściowy obwodu będzie musiał absorbować około 5  mA, a zespół rozproszy około 25  mW .

Niektóre obwody zawierają rezystor podwyższający o dużej wartości (typ. 100  kΩ ), aby zapewnić wysoki poziom w stanie wyłączonym. Ta wartość jest zwykle zbyt wysoka. Można do niego łatwo dodać równolegle zewnętrzny rezystor ciągnący. Oporność wewnętrzna ma tę wadę, że utrudnia użycie obwodu do wpływania na poziom linii przy napięciu innym niż napięcie zasilania obwodu.

Aplikacje

Zmiana poziomu Wyjście typu otwarty kolektor służy do sterowania linią, której poziomy są inne niż w rodzinie obwodów logicznych. Rezystor podwyższający jest podłączony do poziomu 1 zasilanego obwodu, wystarczy, że wyjście typu otwarty kolektor wytrzyma to napięcie, gdy jest zablokowane. Na ogół jest to sprawa do 30  V . Cecha ta pozwala również na rozdzielenie logiki wewnętrznej i sterowanych zasilaczy peryferyjnych (redukcja zakłóceń). przykład:

Niektóre przełączniki poziomu wykorzystują wyjścia z otwartym kolektorem do konwersji napięcia między rodzinami obwodów logicznych: sygnał logiczny 0-1,8 V można przekształcić w sygnał logiczny 0-5 V za pomocą rezystora podciągającego podłączonego do 5 V, pod warunkiem, że tranzystor wyjściowy obsługuje napięcie 5V, gdy jest zablokowane.

Berło Chociaż komparatory  (en) są układami analogowymi na wejściu, ich wyjście jest logiczne. Często budowane są z otwartym wylotem kolektora, co daje im dużo pracy. Podstawową funkcją komparatora jest 1-bitowa konwersja analogowo-cyfrowa. Napięcia zasilania obwodu, na przykład plus i minus 15 V , muszą kształtować  napięcia, które mają być porównywane. Tak, że otwarty kolektor bezpośrednio kontroluje układ logiczny, wystarczy, że odporność na rysunku jest połączona z napięciem odpowiadający wartości logicznej 1, na przykład od 5  V . Komparator służy również jako interfejs i do kształtowania sygnału logicznego z histerezą lub bez niej . W połączeniu z generatorem prądu i kondensatorem, komparator histerezy umożliwia konwersję napięcia-częstotliwości lub napięcia-wypełnienia. Moc wyjściowa Wyjście typu otwarty kolektor skojarzone z zewnętrznym tranzystorem umożliwia przełączanie dużego obciążenia, silnika, przekaźnika lub innych. Funkcja LUB Na karcie cyfrowej interesujące może być połączenie wyjść z otwartym kolektorem kilku układów scalonych, aby spełniały funkcję NOR  : jeśli przynajmniej jedno wyjście jest aktywowane, sygnał przechodzi do 0 ( NI 2012 ). System ten można znaleźć na przykład w zarządzaniu awariami zasilania w niektórych regulatorach napięcia . Wejścia i wyjścia Niektóre wyjścia dwukierunkowe (wejście lub wyjście) wykorzystują otwarty kolektor, aby nie powodować konfliktów. Autobus Wyjścia typu otwarty kolektor pozwalają na realizację magistrali . Kilka wyjść jest podłączonych do tej samej linii. Wyjścia nieaktywne pozostają w stanie zablokowanym; aktywne wyjście ustala stan linii. Jeśli dwa wyjścia są aktywne w tym samym czasie, żadne uszkodzenie nie nastąpi. Zapewnia to pewne korzyści, takie jak zarządzanie wieloma wzorcami, zarządzanie konfliktami protokołów bez konfliktów elektrycznych i dwukierunkowość. Wadą jest to, że rezystor podciągający, o wyższej impedancji niż wyjście na biegunie totemu , indukuje dłuższy czas narastania, zapobiegając wzrostowi częstotliwości magistrali. Ten system jest często używany w magistralach przerwań sprzętowych . Są one także w magistrali szeregowej master-slave, takie jak I 2 C .

Załączniki

Bibliografia

linki internetowe

Powiązane artykuły

Uwagi i odniesienia

  1. Frédéric Gouaisbaut, „  Analiza i kontrola systemów liniowych  ” ,2009.
  2. ( Besserer 2001 roku , str.  6)
  3. (in)  Sześciokątne bufory / sterowniki inwertera z wyjściami wysokonapięciowymi typu otwarty kolektor
  4. ( cal ) "  Pojedynczy komparator napięcia LM397 ogólnego przeznaczenia  "  ;
  5. () "  Komparator z obliczeniem odniesienia histerezy  " .
  6. (in) Tarun Agarwal, "  Logika tranzystorowo-tranzystorowa (TTL)  " ,2013.