数电基础之《OC门》

OC门，又称集电极开路门，Open Collector。

 

为什么引入OC门？实际使用中,有时需要两个或两个以上与非门的输出端连接在同一条导线上，将这些与非门上的数据（状态电平）用同一条导线输送出去。因此，需要一种新的与非门电路--OC门来实现“线与逻辑”。

 

OC门主要用于3个方面：（1）实现与或非逻辑（2）用做电平转换（3）用做驱动器。

 

1.实现线与逻辑

　　

2. 电平转换（TTL电平转换为CMOS电平）

 　　2.1 常用逻辑电平

　　　　逻辑电平：有TTL、CMOS、LVTTL、ECL、PECL、GTL；RS232、RS422、LVDS等。
　　　　其中TTL和CMOS的逻辑电平按典型电压可分为四类：5V系列（5V TTL和5V CMOS）、3.3V系列，2.5V系列和1.8V系列。

　　 2.2  TTL电平和CMOS电平

　　　　TTL：+5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”。

　数字电路中，由TTL电子器件组成电路使用的电平。电平是个电压范围，规定输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是0.4V。

　　    CMOS：1逻辑电平电压接近于电源电压，0逻辑电平接近于0V。而且具有很宽的噪声容限。

　　　　　　 CMOS的逻辑电平范围比较大（3～15V），TTL只能在5V下工作。

　　 2.3 电平转换

　　　　因为TTL和COMS的高低电平的值不一样（比如：ttl 5v<==>cmos 3.3v），所以互相连接时需 要电平的转换：就是用两个电阻对电平分压，没有什么高深的东西。

 3. 做驱动器（类似于电平转化）

 

注：由于OC门电路的输出管的集电极悬空，使用时需外接一个上拉电阻R_L到电源VCC。OC门使用上拉电阻以输出高电平，此外为了加大输出引脚的驱动能力，上拉电阻阻值的选择原则，从降低功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大；从确保足够的驱动电流考虑应当足够小。