數電基礎之《OC門》


OC門,又稱集電極開路門,Open Collector。
 
為什么引入OC門?實際使用中,有時需要兩個或兩個以上與非門的輸出端連接在同一條導線上,將這些與非門上的數據(狀態電平)用同一條導線輸送出去。因此,需要一種新的與非門電路--OC門來實現“線與邏輯”。
 
OC門主要用於3個方面:(1)實現線與邏輯(2)用做電平轉換(3)用做驅動器。
 
1.實現線與邏輯,兩個或兩個以上輸出端直接相連輸出“AND”的功能
  

2. 實現與或非邏輯,用於電平轉換、驅動器(TTL電平轉換為CMOS電平)

   2.1 常用邏輯電平
    邏輯電平:有TTL、CMOS、LVTTL、ECL、PECL、GTL;RS232、RS422、LVDS等。
    其中TTL和CMOS的邏輯電平按典型電壓可分為四類:5V系列(5V TTL和5V CMOS)、3.3V系列,2.5V系列和1.8V系列。
   2.2  TTL電平和CMOS電平
    TTL:+5V等價於邏輯“1”,0V等價於邏輯“0”。
 數字電路中,由TTL電子器件組成電路使用的電平。電平是個電壓范圍,規定輸出高電平>2.4V,輸出低電平<0.4V。在室溫下,一般輸出高電平是3.5V,輸出低電平是0.2V。最小輸入高電平和低電平:輸入高電平>=2.0V,輸入低電平<=0.8V,噪聲容限是0.4V。
      CMOS:1邏輯電平電壓接近於電源電壓,0邏輯電平接近於0V。而且具有很寬的噪聲容限。
       CMOS的邏輯電平范圍比較大(3~15V),TTL只能在5V下工作。
   2.3 電平轉換
    因為TTL和COMS的高低電平的值不一樣(比如:ttl 5v<==>cmos 3.3v),所以互相連接時需 要電平的轉換:就是用兩個電阻對電平分壓,沒有什么高深的東西。
 
 
注:由於OC門電路的輸出管的集電極懸空,使用時需外接一個上拉電阻RL到電源VCC。OC門使用上拉電阻以輸出高電平,此外為了加大輸出引腳的驅動能力,上拉電阻阻值的選擇原則,從降低功耗及芯片的灌電流能力考慮應當足夠大;從確保足夠的驅動電流考慮應當足夠小。


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