【MOSFET電路設(shè)計(jì)】開(kāi)漏、開(kāi)集電路講解-KIA MOS管

在電路設(shè)計(jì)時(shí)我們常常遇到開(kāi)漏（open drain）和開(kāi)集（open collector）的概念。這兩個(gè)概念到底是什么呢？下文給你帶來(lái)詳細(xì)介紹。

開(kāi)漏（opendrain）介紹

開(kāi)漏電路概念中提到的漏就是指MOSFET的漏極。同理，開(kāi)集電路中的集就是指三極管的集電極。開(kāi)漏電路就是指以MOSFET的漏極為輸出的電路。

一般的用法是會(huì)在漏極外部的電路添加上拉電阻。完整的開(kāi)漏電路應(yīng)該由開(kāi)漏器件和開(kāi)漏上拉電阻組成。

如下圖所示：

MOSFET 開(kāi)漏電路開(kāi)集電路

組成開(kāi)漏形式的電路特點(diǎn) 1.利用外部電路的驅(qū)動(dòng)能力，減少I(mǎi)C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)Rpull-up，MOSFET到GND。IC內(nèi)部?jī)H需很小的柵極驅(qū)動(dòng)電流。

MOSFET 開(kāi)漏電路開(kāi)集電路

2.可以將多個(gè)開(kāi)漏輸出的Pin，連接到一條線上。形成與邏輯關(guān)系。

如圖1，當(dāng)PIN_A、PIN_B、PIN_C任意一個(gè)變低后，開(kāi)漏線上的邏輯就為0了。這也是I2C，SMBus等總線判斷總線占用狀態(tài)的原理。

3.可以利用改變上拉電源的電壓，改變傳輸電平。IC的邏輯電平由電源Vcc1決定，而輸出高電平則由Vcc2決定。這樣我們就可以用低電平邏輯控制輸出高電平邏輯了。

4.開(kāi)漏Pin不連接外部的上拉電阻，則只能輸出低電平。

5.標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)漏腳一般只有輸出的能力。添加其它的判斷電路，才能具備雙向輸入、輸出的能力。

開(kāi)集（opencollector）介紹

Open-collector/ Open-drain是用于多個(gè)device間使用一個(gè)連接線來(lái)雙向（Bi-direcTIonally）通信的技術(shù)。

如圖所示

MOSFET 開(kāi)漏電路開(kāi)集電路

因?yàn)镃ollector的pin沒(méi)有和任何其他device連接所以叫Open Collector。BJT的情況叫做Open-Collector，MOSFET的情況叫做Open-drain。理論上BJT和MOSFET一樣。

在input有high信號(hào)的話，transistor則為ON，此時(shí)Output和Groud形成通路使得Output輸出為L(zhǎng)ow 在input有l(wèi)ow信號(hào)的話，transistor則為OFF，此時(shí)Output為Hi-inpedence狀態(tài)。

Hi-impedence的意思是阻抗很高，Low和High不能區(qū)別的狀態(tài)。所以一般情況下，Output會(huì)連接有一個(gè)Pull-up電阻，在input為low時(shí)，能把output的狀態(tài)從Hi-impedence拉到High狀態(tài)。

若是在bus線上有多個(gè)同樣的Open-collector時(shí)，只要有一個(gè)open-collector的input為low，導(dǎo)致output為low，則引起bus上的狀態(tài)為low。這樣的bus線叫做wired-OR。

Open-collector因?yàn)镻ull-up電阻，導(dǎo)致input為low時(shí)，output為High。在多個(gè)device間不會(huì)引起信號(hào)沖突。而不使用open-collector的話，多個(gè)device發(fā)送low或者h(yuǎn)igh時(shí)，會(huì)引起短路。

開(kāi)集(Open-collector)的特點(diǎn)

1. 多個(gè)device連接時(shí)，可以雙方向傳輸（wire-OR）

2. Level不同的device之間也可以傳輸數(shù)據(jù)（5V的master可以給3V的slave傳輸數(shù)據(jù)） I2C就是使用此方法構(gòu)造的。

I2C最初的操作就是發(fā)送一個(gè)slave address。發(fā)送后等待回應(yīng)ACK 這時(shí)多個(gè)device中符合其slave地址的device會(huì)使其output為low來(lái)回應(yīng)master，使得master判定此device為自己需要交換數(shù)據(jù)的device。

MOSFET 開(kāi)漏電路開(kāi)集電路