線與是什麽
兩個漏極分別直接接到SCL線或SDA線的方法就是線與。所謂線與,指的是它們任意壹開關只要對地導通,這根線就壹定是低電平。這種情況就象我們用拉線開關進行通斷控制的結果相類似。
線與可以簡化電路。因為如果按照我們平時的數字邏輯,要將2個低電平信號送到圖中的SCL線或SDA線上時,是要經過壹個2輸入或門才能做到的。而現在卻可以直接接上就“搞定”了。
壹.什麽是OC、OD
集電極開路門(集電極開路 OC 或源極開路OD)
open-drain是漏極開路輸出的意思,相當於集電極開路(open-collector)輸出,即ttl中的集電極開路(oc)輸出。壹般用於線或、線與,也有的用於電流驅動。
open-drain是對mos管而言,open-collector是對雙極型管而言,在用法上沒啥區別。
開漏形式的電路有以下幾個特點:
1.利用外部電路的驅動能力,減少IC內部的驅動。 或驅動比芯片電源電壓高的負載.
2.可以將多個開漏輸出的Pin,連接到壹條線上。通過壹只上拉電阻,在不增加任何器件的情況下,形成“與邏輯”關系。這也是I2C,SMBus等總線判斷總線占用狀態的原理。如果作為圖騰輸出必須接上拉電阻。接容性負載時,下降延是芯片內的晶體管,是有源驅動,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。例如加上上拉電阻就可以提供TTL/CMOS電平輸出等。
4.開漏Pin不連接外部的上拉電阻,則只能輸出低電平。壹般來說,開漏是用來連接不同電平的器件,匹配電平用的。
5.正常的CMOS輸出級是上、下兩個管子,把上面的管子去掉就是OPEN-DRAIN了。這種輸出的主要目的有兩個:電平轉換和線與。
6.由於漏級開路,所以後級電路必須接壹上拉電阻,上拉電阻的電源電壓就可以決定輸出電平。這樣妳就可以進行任意電平的轉換了。
7.線與功能主要用於有多個電路對同壹信號進行拉低操作的場合,如果本電路不想拉低,就輸出高電平,因為OPEN-DRAIN上面的管子被拿掉,高電平是靠外接的上拉電阻實現的。(而正常的CMOS輸出級,如果出現壹個輸出為高另外壹個為低時,等於電源短路。)
8.OPEN-DRAIN提供了靈活的輸出方式,但是也有其弱點,就是帶來上升沿的延時。因為上升沿是通過外接上拉無源電阻對負載充電,所以當電阻選擇小時延時就小,但功耗大;反之延時大功耗小。所以如果對延時有要求,則建議用下降沿輸出。
二.什麽是線或邏輯與線與邏輯?
在壹個結點(線)上, 連接壹個上拉電阻到電源 VCC 或 VDD 和 n 個 NPN 或 NMOS 晶體管的集電極 C 或漏極 D,(如上圖)這些晶體管的發射極 E 或源極 S 都接到地線上, 只要有壹個晶體管飽和, 這個結點(線)就被拉到地線電平上.
因為這些晶體管的基極註入電流(NPN)或柵極加上高電平(NMOS), 晶體管就會飽和, 所以這些基極或柵極對這個結點(線)的關系是或非 NOR 邏輯. 如果這個結點後面加壹個反相器, 就是或 OR 邏輯.
註:個人理解:線與,接上拉電阻至電源。(~A)&(~B)=~(A+B),由公式較容易理解線與此概念的由來 ;
如果用下拉電阻和 PNP 或 PMOS 管就可以構成與非 NAND 邏輯, 或用負邏輯關系轉換與/或邏輯.
註:線或,接下拉電阻至地。(~A)+(~B)=~(AB);
這些晶體管常常是壹些邏輯電路的集電極開路 OC 或源極開路 OD 輸出端. 這種邏輯通常稱為線與/線或邏輯, 當妳看到壹些芯片的 OC 或 OD 輸出端連在壹起, 而有壹個上拉電阻時, 這就是線或/線與了, 但有時上拉電阻做在芯片的輸入端內.
順便提示如果不是 OC 或 OD 芯片的輸出端是不可以連在壹起的, 總線 BUS 上的雙向輸出端連在壹起是有管理的, 同時只能有壹個作輸出, 而其他是高阻態只能輸入.
三.什麽是推挽結構
壹般是指兩個三極管分別受兩互補信號的控制,總是在壹個三極管導通的時候另壹個截止.要實現線與需要用OC(open collector)門電路 .如果輸出級的有兩個三極管,始終處於壹個導通、壹個截止的狀態,也就是兩個三級管推挽相連,這樣的電路結構稱為推拉式電路或圖騰柱(Totem-pole)輸出電路(可惜,圖無法貼上)。當輸出低電平時,也就是下級負載門輸入低電平時,輸出端的電流將是下級門灌入T4;當輸出高電平時,也就是下級負載門輸入高電平時,輸出端的電流將是下級門從本級電源經 T3、D1 拉出。這樣壹來,輸出高低電平時,T3 壹路和 T4 壹路將交替工作,從而減低了功耗,提高了每個管的承受能力。又由於不論走哪壹路,管子導通電阻都很小,使RC常數很小,轉變速度很快。因此,推拉式輸出級既提高電路的負載能力,又提高開關速度。供妳參考。
推挽電路是兩個參數相同的三極管或MOSFET,以推挽方式存在於電路中,各負責正負半周的波形放大任務,電路工作時,兩只對稱的功率開關管每次只有壹個導通,所以導通損耗小 效率高。
輸出既可以向負載灌電流,也可以從負載抽取電流。