
【计】 open-collector gate
collector
【化】 collector
carve out a way; open a way; open circuit; plough
【化】 open circuit
class; door; gate; gateway; ostium; phylum; school
【计】 gate
【医】 binary division; hili; hilum; hilus; phylum; pore; Pori; porta; portae
portal; porus; pyla
【经】 portal
集电极开路门(Open Collector Gate)是数字电路中常见的输出结构设计,其核心特征是将晶体管的集电极直接作为输出端而不连接内部上拉电阻。该结构对应的英文术语为"Open Collector Output"或"Open Drain Output"(当使用场效应管时)。典型应用包括:
总线电平控制:通过外部上拉电阻实现多设备共享总线时的电平匹配,有效防止信号冲突。德州仪器在应用手册AN-900中证实,这种结构可将不同供电电压的器件接入同一总线系统。
驱动能力扩展:允许直接驱动高电流负载(如继电器、LED等),NXP半导体的设计指南显示,OC门可支持最高50mA的灌电流能力,远超标准TTL输出的12mA限制。
逻辑电平转换:MIT开放式课程6.002指出,通过调整外部上拉电阻的供电电压,可实现3.3V与5V系统之间的无缝接口,这一特性在混合电压系统中尤为重要。
该结构的工作原理基于双极型晶体管的开关特性:当晶体管导通时输出低电平(接近地电位),截止时依靠外部上拉电阻建立高电平状态。IEEE标准91/91a明确指出,这种设计需要严格计算上拉电阻值以保证信号上升时间与功耗的平衡。Microchip技术文档TN0034建议,典型应用场景中电阻值应控制在1kΩ至10kΩ范围。
相较于推挽输出结构,集电极开路门的独特优势在于支持"线与"逻辑连接,但代价是增加了外部元件需求和信号传输延迟。Intel早期的8008处理器手册记载,这种结构曾广泛用于早期计算机的存储器总线设计。
集电极开路门(Open Collector,简称OC门)是一种特殊结构的集成电路输出装置,其核心特点是通过断开三极管的集电极连接,实现灵活的输出控制。以下是其关键特性及原理分析:
OC门基于NPN型三极管设计,其集电极未直接连接电源,而是通过外部上拉电阻与电源相连。当基极输入高电平时,三极管导通,输出低电平;基极输入低电平时,三极管截止,输出端通过上拉电阻呈现高电平。
电平转换
OC门可通过外部上拉电阻连接不同电压的电源,实现不同电路间的电平匹配。例如,输入侧使用5V电源,输出侧可连接12V设备。
线与逻辑(Wired-AND)
多个OC门输出端可直接并联,通过共用的上拉电阻实现逻辑“与”功能。任一输出为低电平时,总线被拉低,仅当所有输出为高电平时总线才为高电平。
必须外接上拉电阻,否则无法输出有效高电平。电阻值需根据电源电压和负载电流计算,通常取1kΩ~10kΩ。
扩展对比:漏极开路(OD门)是MOSFET版本的类似结构,原理与OC门相同,但适用于低功耗场景。
暗杆阀门巴耳默系白坚木碱被控累增设备苄基薄荷醇操作重算程序包结构船队队长处理控制顺序磁力底封头递归解法定语的第三脑室带发工资后果花形头绦虫货物空运费率表酒厂留任董事蔓茎羊角拗模块检查程序模拟计算系统牛奶培养基强加鞘磷脂色灯制神经下的神经性斜颈