圖騰柱輸出

門(mén)電路的輸出極采用一個(gè)上電阻接一個(gè)NPN型晶體管的集電極，這個(gè)管子的發(fā)射極接下面管子的發(fā)射極同時(shí)輸出；下管的集電極接地。兩管的基極分別接前級(jí)的控制。由于此結(jié)構(gòu)畫(huà)出的電路圖有點(diǎn)兒象印第安人的圖騰柱，所以叫圖騰柱式輸出（也叫圖騰式輸出）。

結(jié)構(gòu)介紹

圖騰柱就是上下各一個(gè)三極管，上管為NPN，c極(集電極)接正電源，下管為PNP，c極(集電極)接地。兩個(gè)b極(基極)接一起，接輸入，上管和下管的e極(發(fā)射極)接到一起，接輸出，像一個(gè)“圖騰柱”。用同一信號(hào)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)b極。驅(qū)動(dòng)信號(hào)為高時(shí)，NPN導(dǎo)通；信號(hào)為低時(shí)，PNP導(dǎo)通。利用兩個(gè)晶體管構(gòu)成推挽輸出。 用來(lái)匹配電壓，或者提高IO口的驅(qū)動(dòng)能力。

上下兩個(gè)輸出管，從直流角度看是串聯(lián)，兩管聯(lián)接處為輸出端。上管導(dǎo)通下管截止輸出高電平，下管導(dǎo)通上管截止輸出低電平，如果電路邏輯可以上下兩管均截止則輸出為高阻態(tài)。

在開(kāi)關(guān)電源中，類似的電路常稱為半橋。2100433B

推挽電路使用兩個(gè)參數(shù)相同的三極管或MOSFET，以推挽方式存在于電路中。電路工作時(shí)，兩只對(duì)稱的開(kāi)關(guān)管每次只有一個(gè)導(dǎo)通，所以導(dǎo)通損耗小、效率高。輸出既可以向負(fù)載灌電流，也可以從負(fù)載抽取電流。推拉式輸出級(jí)既提高電路的負(fù)載能力，又提高開(kāi)關(guān)速度。

推挽輸出常見(jiàn)的是圖騰柱輸出。

“圖騰柱輸出”常用于數(shù)字電路（如TTL）中。由于TTL與非門(mén)使用兩個(gè)垂直堆砌的同類型晶體管，中間用一個(gè)鉗位二極管隔開(kāi)，與圖騰柱的結(jié)構(gòu)相類似，因此其輸出級(jí)被稱為圖騰柱輸出。

開(kāi)漏形式的電路有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1. 利用外部電路的驅(qū)動(dòng)能力，減少IC內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)。當(dāng)IC內(nèi)部MOSFET導(dǎo)通時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流是從外部的VCC流經(jīng)R pull-up ，MOSFET到GND。IC內(nèi)部?jī)H需很小的柵極驅(qū)動(dòng)電流。

2. 一般來(lái)說(shuō)，開(kāi)漏是用來(lái)連接不同電平的器件，匹配電平用的，因?yàn)殚_(kāi)漏引腳不連接外部的上拉電阻時(shí)，只能輸出低電平，如果需要同時(shí)具備輸出高電平的功能，則需要接上拉電阻，很好的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)改變上拉電源的電壓，便可以改變傳輸電平。比如加上上拉電阻就可以提供TTL/CMOS電平輸出等。（上拉電阻的阻值決定了邏輯電平轉(zhuǎn)換的沿的速度 。阻值越大，速度越低功耗越小，所以負(fù)載電阻的選擇要兼顧功耗和速度。）

3. OPEN-DRAIN提供了靈活的輸出方式，但是也有其弱點(diǎn)，就是帶來(lái)上升沿的延時(shí)。因?yàn)樯仙厥峭ㄟ^(guò)外接上拉無(wú)源電阻對(duì)負(fù)載充電，所以當(dāng)電阻選擇小時(shí)延時(shí)就小，但功耗大；反之延時(shí)大功耗小。所以如果對(duì)延時(shí)有要求，則建議用下降沿輸出。

4. 可以將多個(gè)開(kāi)漏輸出的Pin，連接到一條線上。通過(guò)一只上拉電阻，在不增加任何器件的情況下，形成“與邏輯”關(guān)系。這也是I2C，SMBus等總線判斷總線占用狀態(tài)的原理。補(bǔ)充：什么是“線與”？：

在一個(gè)結(jié)點(diǎn)(線)上， 連接一個(gè)上拉電阻到電源 VCC 或 VDD 和 n 個(gè) NPN 或 NMOS 晶體管的集電極 C 或漏極 D， 這些晶體管的發(fā)射極 E 或源極 S 都接到地線上， 只要有一個(gè)晶體管飽和， 這個(gè)結(jié)點(diǎn)(線)就被拉到地線電平上. 因?yàn)檫@些晶體管的基極注入電流(NPN)或柵極加上高電平(NMOS)，晶體管就會(huì)飽和， 所以這些基極或柵極對(duì)這個(gè)結(jié)點(diǎn)(線)的關(guān)系是或非 NOR 邏輯. 如果這個(gè)結(jié)點(diǎn)后面加一個(gè)反相器， 就是或 OR 邏輯.

其實(shí)可以簡(jiǎn)單的理解為：在所有引腳連在一起時(shí)，外接一上拉電阻，如果有一個(gè)引腳輸出為邏輯0，相當(dāng)于接地，與之并聯(lián)的回路“相當(dāng)于被一根導(dǎo)線短路”，所以外電路邏輯電平便為0，只有都為高電平時(shí)，與的結(jié)果才為邏輯1。