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推挽輸出及推挽輸出與開漏輸出的區(qū)別

 陳春松 2011-10-26

推挽輸出及推挽輸出與開漏輸出的區(qū)別推挽輸出
摘自:http://www./public/tool/kbview/kid/1306/cid/1
   在功率放大器電路中大量采用推挽放大器電路,,這種電路中用兩只三極管構(gòu)成一級(jí)放大器電路,,兩只三極管分別放大輸入信號(hào)的正半周和負(fù)半周,即用一只三極管放大信號(hào)的正半周,,用另一只三極管放大信號(hào)的負(fù)半周,,兩只三極管輸出的半周信號(hào)在放大器負(fù)載上合并后得到一個(gè)完整周期的輸出信號(hào)。

兩管基極和發(fā)射極并聯(lián),,由于兩只三極管的極性不同,,基極上的輸入信號(hào)電壓對(duì)兩管而言一個(gè)是正向偏置,一個(gè)是反向偏置,。當(dāng)輸入信號(hào)為正半周時(shí),,兩管基極同時(shí)電壓升高,此時(shí)輸入信號(hào)電壓給一管加上正向偏置電壓,,所以該管進(jìn)入導(dǎo)通和放大狀態(tài),。由于基極電壓升高,對(duì)另一管來(lái)講加上反向偏置電壓,,所以該管處于截止?fàn)顟B(tài),。 輸入信號(hào)變化到負(fù)半周后,兩管基極同時(shí)電壓下降,,給另一管正向偏置,,使該管進(jìn)入導(dǎo)通和放大狀態(tài),而一管又進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài),。

推挽放大器電路中,,一只三極管工作在導(dǎo)通,、放大狀態(tài)時(shí),另一只三極管處于截止?fàn)顟B(tài),,當(dāng)輸入信號(hào)變化到另一個(gè)半周后,,原先導(dǎo)通、放大的三極管進(jìn)入截止,,而原先截止的三極管進(jìn)入導(dǎo)通,、放大狀態(tài),兩只三極管在不斷地交替導(dǎo)通放大和截止變化,,所以稱為推挽放大器,。

“互補(bǔ)”是通過(guò)采用兩種不同極性的三極管,利用不同極性三極管的輸入極性不同,,用一個(gè)信號(hào)來(lái)激勵(lì)兩只不同極性的三極管,,這樣可以不需要有兩個(gè)大小相等、相位相反的激勵(lì)信號(hào),。電路中,,一個(gè)是NPN型三極管,另一個(gè)是PNP型三極管,,兩只三極管的基極相連,,在兩管的基極加一個(gè)音頻輸入信號(hào)作推動(dòng)信號(hào)。

這種利用NPN型和PNP型三極管的互補(bǔ)特性,,用一個(gè)信號(hào)來(lái)同時(shí)激勵(lì)兩只三極管的電路,,稱之為 “互補(bǔ)”電路,由互補(bǔ)電路構(gòu)成的放大器稱為互補(bǔ)放大器電路,。由于兩個(gè)異極性管工作時(shí),,一只三極管導(dǎo)通、放大,,另一只三極管截止,,工作在推挽狀態(tài),所以稱為互補(bǔ)推挽放大器,。

推挽輸出與開漏輸出的區(qū)別
    三極管的開漏輸出有什么特性,,和推挽是不是一回事,
問題:
    很多芯片的供電電壓不一樣,,有3.3v和5.0v,,需要把幾種IC的不同口連接在一起,是不是直接連接就可以了,?實(shí)際上系統(tǒng)是應(yīng)用在I2C上面,。
簡(jiǎn)答:
  1、部分3.3V器件有5V兼容性,,可以利用這種容性直接連接
  2,、應(yīng)用電壓轉(zhuǎn)換器件,,如TPS76733就是5V輸入,轉(zhuǎn)換成3.3V,、1A輸出,。

    推挽輸出:可以輸出高,低電平,連接數(shù)字器件;開漏輸出:輸出端相當(dāng)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(dòng),其吸收電流的能力相對(duì)強(qiáng)(一般20ma以內(nèi)).

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

    要實(shí)現(xiàn) 線與 需要用OC(open collector)門電路.是兩個(gè)參數(shù)相同的三極管或MOSFET,以推挽方式存在于電路中,各負(fù)責(zé)正負(fù)半周的波形放大任務(wù),電路工作時(shí),,兩只對(duì)稱的功率開關(guān)管每次只有一個(gè)導(dǎo)通,,所以導(dǎo)通損耗小,效率高。輸出既可以向負(fù)載灌電流,,也可以從負(fù)載抽取電流,。

開漏電路特點(diǎn)及應(yīng)用
    在電路設(shè)計(jì)時(shí)我們常常遇到開漏(open drain)和開集(open collector)的概念。本人雖然在念書時(shí)就知道其基本的用法,,而且在設(shè)計(jì)中并未遇的過(guò)問題,。但是前兩天有位同事向我問起了這個(gè)概念。我忽然覺得自己對(duì)其概念了解的并不系統(tǒng),。近日,,忙里偷閑對(duì)其進(jìn)行了下總結(jié)。
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(huì)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:


  
組成開漏形式的電路有以下幾個(gè)特點(diǎn):
1. 利用 外部電路的驅(qū)動(dòng)能力,,減少IC內(nèi)部的驅(qū)動(dòng),。當(dāng)IC內(nèi)部MOSFET導(dǎo)通時(shí),驅(qū)動(dòng)電流是從外部的VCC流經(jīng)R pull-up ,,MOSFET到GND,。IC內(nèi)部?jī)H需很下的柵極驅(qū)動(dòng)電流。如圖1,。
2. 可以將多個(gè)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(dāng)PIN_A、PIN_B,、PIN_C任意一個(gè)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,。
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。
4. 開漏Pin不連接外部的上拉電阻,,則只能輸出低電平(因此對(duì)于經(jīng)典的51單片機(jī)的P0口而言,,要想做輸入輸出功能必須加外部上拉電阻,否則無(wú)法輸出高電平邏輯),。
5. 標(biāo)準(zhǔn)的開漏腳一般只有輸出的能力,。添加其它的判斷電路,才能具備雙向輸入,、輸出的能力,。

應(yīng)用中需注意:
1.   開漏和開集的原理類似,在許多應(yīng)用中我們利用開集電路代替開漏電路,。例如,,某輸入Pin要求由開漏電路驅(qū)動(dòng)。則我們常見的驅(qū)動(dòng)方式是利用一個(gè)三極管組成開集電路來(lái)驅(qū)動(dòng)它,,即方便又節(jié)省成本,。如圖3。
2.  上拉電阻R pull-up的  阻值  決定了  邏輯電平轉(zhuǎn)換的沿的速度  ,。阻值越大,,速度越低功耗越小。反之亦然,。

     Push-Pull輸出就是一般所說(shuō)的推挽輸出,,在CMOS電路里面應(yīng)該較CMOS輸出更合適,應(yīng)為在CMOS里面的push-pull輸出能力不可能做得雙極那么大,。輸出能力看IC內(nèi)部輸出極N管P管的面積,。和開漏輸出相比,push-pull的高低電平由IC的電源低定,,不能簡(jiǎn)單的做邏輯操作等,。 push-pull是現(xiàn)在CMOS電路里面用得最多的輸出級(jí)設(shè)計(jì)方式。
原創(chuàng)文章:"http://www./public/tool/kbview/kid/1306/cid/1"
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