硬件电路设计之“OC/OD输出”

本文主要介绍OC/OD门电路。


开漏形式的电路有以下几个特点:

  • 利用外部电路的驱动能力,减少IC内部的驱动。

  • 可以将多个开漏输出的pin连接到一条线上。通过一个上拉电阻,在不增加任何器件的情况下,形成“线与”关系。这也是I2C,SMBus等总线判断总线占用状态的原理。

  • 由于开漏pin不连接外部的上拉电阻,则只能输出低电平。所以后级电路必须接一上拉电阻,可以利用改变上拉电阻的电源电压就可以决定输出电平。这样就可以进行任意电平的转换了。可以驱动比芯片电源电压高的负载。

  • open-drain提供了灵活的输出方式,但是也有其弱点,就是带来上升沿的延时。接容性负载时,下降延是芯片内的晶体管,是有源驱动,速度较快;上升沿是通过外接上拉无源电阻对负载充电,所以当电阻选择小时延时就小,但功耗大;反之延时大功耗小。负载电阻的选择要兼顾功耗和速度。所以如果对延时有要求,则建议用下降沿输出(I2C总线的开始和结束信号就是下降沿采样的!!!)。

对于容性负载OD门下降沿比上升沿快!!!因为下降沿是芯片内部晶体管有源驱动,速度快;上升沿是外部上拉无源驱动,需要对容性负载充电,速度慢。
开漏输出的实际作用就是一个开关,输出“1”时断开(由外部上拉实现输出“1”)、输出“0”时连接到GND(有一定内阻)。由内部总线输出的数据经锁存器反相和场效应管反相后,锁存在端口线上,是具有输出锁存的静态口。回读功能(读锁存器):读到的仍是输出锁存器的状态,而不是外部管脚Pin的状态。因此开漏模式是不能用来做输入的。


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