集电极开路输出的原理

1、集电极开路输生的原理电压比较器LM393没有高电平输出,作者ruoye0228日期2009-3-173:12:00电压比较器LM393没有高电平输出，像LM393 LM339I?电压比较器，是集电极开路输出的，所以必须加上拉电 阻，才能输出高电平。立：工段 2宕牝占三？黑网,SA 工小A: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，输出也为“ 0” ）0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

2、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 00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。再看图三。图三中那个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

3、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00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1KQ）,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

4、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。如果我们将一个读数据用的输入端接在输出端，这样就是一个IO 口了 （51的IO 口就是这样的结构，其中P0口内部不带上拉，而其它三个口带内部上拉），当 我们要使用输入功能时，只要将输出口设置为1即可，这样就相当于那个开关断开，而对于P0 口来说，就是高阻态了。对于漏极开路（OD）输出，跟集电极开路输出是十分类似的。将上面的三极管换 成场效应管即可。这样集电极就变成了漏极，

5、 OCB变成了 OD原理分析是一样 的。另一种输出结构是推挽输出。推挽输出的结构就是把上面的上拉电阻也换成一 个开关，当要输出高电平时，上面的开关通，下面的开关断；而要输出低电平时， 则刚好相反。比起OC或者O睐说，这样的推挽结构高、低电平驱动能力都很强 如果两个输出不同电平的输出口接在一起的话，就会产生很大的电流，有可能将输出口烧坏。而上面说的OC OD输出则不会有这样的情况，因为上拉电阻提供的电 流比较小。如果是推挽输出的要设置为高阻态时，则两个开关必须同时断开（或者在输出口上使用一个传输门），这样可作为输入状态，AV如片机白一些IO 口就是 这种结构。上拉电阻一般是一端接电源，一端接芯片

6、管脚的电路中的电阻，下拉电阻一般 是指一端接芯片管脚一端接地的电阻。-a ： ：.3 if如下图的两个Bias Resaitor电阻就是上拉电阻和下拉电阻。图中，上部的一个Bias Resaitor 电阻因为是接地，因而叫做下拉电阻，意思是将电路节点A的电平向低方向（地）拉；同样，图中，下部的一个Bias Resaitor电阻因为是电源（正），因而叫做上拉电阻，意思是将电路节点 A的电平向高方向（电源正）拉。当 然，许多电路中上拉下拉电阻中间的那个 12k电阻是没有的或者看不到的。我找来 这个图是RS,485/RS,422总线上的，可以一下子认识上拉下拉的意思。但许多电路 只有一个上拉或下拉电

7、阻，而且实际中，还是上拉电阻的为多。上拉、下拉电阻的主要作用是在电路驱动器关闭时给线路（节点）以一个固定的 电平。1、在RS,485总线中，它们的主要作用就是在线路所有驱动器都释放总线 时让所有节点的A,B端电压在200mM 200mVZ上（不考虑极性）。不然，如果接收器输入端A和B间的电平低于？200mV（色对值小于200mV）接收器输出的逻辑电平 将被当作所传输数据的末位而被接收起来，这样显然是极容易产生通讯错误的。2、最容易见到的上拉电阻应当是 NE555电品7脚作为输出用的时候。实际 上，它和一个三极管的C极或MO第的D极有一个电阻接到电源，上是一样道理 的。它的作用就是：当管子（晶体

8、管或MO第）输入关断电平时，C极或D极有一个 高电平（空载时约等于电源电压）；当管子（晶体管或MOST）输入导通电平时，C极 或D极将与电源地（,）接通，因而有一个低电平。理想的应为 0V,但因为管子有导 通电阻，因而有一定的电压，不同的管子可能不一样，相同的管子也可能因参数差 异而小有差别，即便是真正的金属接触的电源开关，也是有接触电阻/导通压降（虽然不同电流下压降不同）的；仅仅就导通而言，对于不同系列的集成电路来说，因为 应用对象不同，导通后的输出电压有不同的规定，典型是TTL电平和CMO胞平的不同。这方面超过了本问题的内容，将日志里另外 处理。3建议：自己实验或用仿真软件看看。电压比较器

9、可以看作是放大倍数接近“无穷大”的运算放大器。电压比较器的功能：比较两个电压的大小（用输出电压的高或低电平，表示两个 输入电压的大小关系）:当“，”输入端电压高于“，”输入端时，电压比较器输出为高电平;当“，”输入端电压低于“，”输入端时，电压比较器输出为低电平;电压比较器的作用：它可用作模拟电路和数字电路的接口，还可以用作波形产 生和变换电路等。利用简单电压比较器可将正弦波变为同频率的方波或矩形波。简单的电压比较器结构简单，灵敏度高，但是抗干扰能力差，因此我们就要对 它进行改进。改进后的电压比较器有：滞回比较器和窗口比较器。运放，是通过反馈回路和输入回路的确定“运算参数”，比如放大倍数，反馈

10、 量可以是输出的电流或电压的部分或全部。而比较器则不需要反馈，直接比较两个输入端的量，如果同相输入大于反相，则输出高电平，否则输出低电平。电压比较 器输入是线性量，而输出是开关（高低电平）量。一般应用中，有时也可以用线性运 算放大器，在不加负反馈的情况下，构成电压比较器来使用。可用作电压比较器的芯片：所有的运算放大器。常见的有 LM324 LM358 uA741 TL081234 OP07OP27这些都可以做成电压比较器（不加负反馈）。LM339 LM39犯专业的电压 比较器，切换速度快，延迟时间小，可用在专门的电压比较场合，其实它们也是一 种运算放大器。比较器和运放虽然在电路图上符号相同，但

11、这两种器件确有非常大的区别，一般不可以互换，区别如下：1、比较器的翻转速度快，大约在 ns数量级，而运放翻转速度一般为 us数量 级（特殊的高速运放除外）。注：比较器ns数量级是针对大信号情况下的速度，一般在几个 us以内。2、运放可以接入负反馈电路，而比较器则不能使用负反馈，虽然比较器也有 同相和反相两个输入端，但因为其内部没有相位补偿电路，所以，如果接入负反 馈，电路不能稳定工作。内部无相位补偿电路，这也是比较器比运放速度快很多的 主要原因。3、运放输出级一般采用推挽电路，双极性输出。而多数比较器输出级为集电 极开路结构，所以需要上拉电阻，单极性输出，容易和数字电路连接。.最主要的区别是输出结构。比较器往往是集电极开路输出，这样可以多个比 较器的输出并联，构成与门，这叫“线与”。而运放通常是推挽输出，输出端不能 并联。.比较器的输出要加上拉电阻，运放的输