開漏輸出:輸出端相當于三極管的集電極. 要得到高電平狀態(tài)需要上拉電阻才行. 適合于做電流型的驅(qū)動,其吸收電流的能力相對強(一般20ma以內(nèi)).

　　推挽結(jié)構(gòu)一般是指兩個三極管分別受兩互補信號的控制,總是在一個三極管導(dǎo)通的時候另一個截止.

　　我們先來說說集電極開路輸出的結(jié)構(gòu)。集電極開路輸出的結(jié)構(gòu)如圖1所示，右邊的那個三極管集電極什么都不接，所以叫做集電極開路(左邊的三極管為反相之用，使輸入為“0”時，輸出也為“0”)。對于圖1，當左端的輸入為“0”時，前面的三極管截止(即集電極C跟發(fā)射極E之間相當于斷開)，所以5V電源通過1K電阻加到右邊的三極管上，右邊的三極管導(dǎo)通(即相當于一個開關(guān)閉合);當左端的輸入為“1”時，前面的三極管導(dǎo)通，而后面的三極管截止(相當于開關(guān)斷開)。

　　我們將圖1簡化成圖2的樣子。圖2中的開關(guān)受軟件控制，“1”時斷開，“0”時閉合。很明顯可以看出，當開關(guān)閉合時，輸出直接接地，所以輸出電平為0。而當開關(guān)斷開時，則輸出端懸空了，即高阻態(tài)。這時電平狀態(tài)未知，如果后面一個電阻負載(即使很輕的負載)到地，那么輸出端的電平就被這個負載拉到低電平了，所以這個電路是不能輸出高電平的。

　　再看圖三。圖三中那個1K的電阻即是上拉電阻。如果開關(guān)閉合，則有電流從1K電阻及開關(guān)上流過，但由于開關(guān)閉其它三個口帶內(nèi)部上拉)，當我們要使用輸入功能時，只要將輸出口設(shè)置為1即可，這樣就相當于那個開關(guān)斷開，而對于P0口來說，就是高阻態(tài)了。

　　對于漏極開路(OD)輸出，跟集電極開路輸出是十分類似的。將上面的三極管換成場效應(yīng)管即可。這樣集電極就變成了漏極，OC就變成了OD，原理分析是一樣的。

　　另一種輸出結(jié)構(gòu)是推挽輸出。推挽輸出的結(jié)構(gòu)就是把上面的上拉電阻也換成一個開關(guān)，當要輸出高電平時，上面的開關(guān)通，下面的開關(guān)斷;而要輸出低電平時，則剛好相反。比起OC或者OD來說，這樣的推挽結(jié)構(gòu)高、低電平驅(qū)動能力都很強。如果兩個輸出不同電平的輸出口接在一起的話，就會產(chǎn)生很大的電流，有可能將輸出口燒壞。而上面說的OC或OD輸出則不會有這樣的情況，因為上拉電阻提供的電流比較小。如果是推挽輸出的要設(shè)置為高阻態(tài)時，則兩個開關(guān)必須同時斷開(或者在輸出口上使用一個傳輸門)，這樣可作為輸入狀態(tài)，AVR單片機的一些IO口就是這種結(jié)構(gòu)。

　　開漏電路特點及應(yīng)用

　　在電路設(shè)計時我們常常遇到開漏(open drain)和開集(open collector)的概念。

　　所謂開漏電路概念中提到的“漏”就是指MOSFET的漏極。同理，開集電路中的“集”就是指三極管的集電極。開漏電路就是指以MOSFET的漏極為輸出的電路。一般的用法是會在漏極外部的電路添加上拉電阻。完整的開漏電路應(yīng)該由開漏器件和開漏上拉電阻組成。如圖1所示：

　　圖1

　　組成開漏形式的電路有以下幾個特點：

　　1. 利用外部電路的驅(qū)動能力，減少IC內(nèi)部的驅(qū)動(或驅(qū)動比芯片電源電壓高的負載)。當IC內(nèi)部MOSFET導(dǎo)通時，驅(qū)動電流是從外部的VCC流經(jīng)R pull-up ，MOSFET到GND。IC內(nèi)部僅需很下的柵極驅(qū)動電流。如圖1。

　　2. 可以將多個開漏輸出的Pin，連接到一條線上。形成 “與邏輯” 關(guān)系。如圖1，當PIN_A、PIN_B、PIN_C任意一個變低后，開漏線上的邏輯就為0了。這也是I2C，SMBus等總線判斷總線占用狀態(tài)的原理。如果作為輸出必須接上拉電阻。接容性負載時，下降延是芯片內(nèi)的晶體管，是有源驅(qū)動，速度較快;上升延是無源的外接電阻，速度慢。如果要求速度高電阻選擇要小，功耗會大。所以負載電阻的選擇要兼顧功耗和速度。

　　3. 可以利用改變上拉電源的電壓，改變傳輸電平。如圖2, IC的邏輯電平由電源Vcc1決定，而輸出高電平則由Vcc2(上拉電阻的電源電壓)決定。這樣我們就可以用低電平邏輯控制輸出高電平邏輯了(這樣你就可以進行任意電平的轉(zhuǎn)換)。(例如加上上拉電阻就可以提供TTL/CMOS電平輸出等。)

　　圖2