集电极开路输出

集电极开路输出

在应用PLC、变频器和伺服电机等自动控制设备使时，通常会遇到集电极开路输出的接口输出形式，那么什么是集电极开路输出呢？

集电极开路（Open Collector，在数字电路中简称OC门）电路中的“集”就是指三极管的集电极。集电极开路输出其实就是控制三极管工作在截止区或者饱和区的一种工作状态。三极管符号如图1所示：

图1：左边为PNP型三极管，右边为NPN型三极管。其中，基极用B（base）表示，集电极用C（collector）表示，发射极用E（emitter）表示。

典型的集电极开路电路如图2所示。电路中右侧晶体管的集电极（output）什么都不接，所以叫做集电极开路。右侧的三极管用作反向作用，即左侧（input）输入为0时左侧的三极管截至，VCC通过电阻加到右侧三极管基极，右侧的三极管导通，右侧输出端连接到地，输出0。

图2典型集电极开路电路

从图2中可以看出，集电极开路输出是无法输出高电平的。如果想要输出高电平，；可以在输出端加上上拉电阻。因此集电极开路输出可以用作电平转换，通过上拉电阻上拉至不同的电压，来实现不同的电平转换。用做驱动器时，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Rp到电源VCC。OC门通过上拉电阻可以输出高电平，此外，为了加大输出引脚的驱动能力，从降低功耗及芯片的灌电流能力考虑，上拉电阻应当选择足够大，从确保足够的驱动电流考虑应当足够小。

将OC门输出连接在一起时，在通过一个电阻接外电源，可以实现“线与”逻辑关系。只要电阻的阻值和外电源电压的数值选择得当，就即能保证输出的高低电平符合要求，也能保证三极管的负载电流不至于过大。

集电极开路输出除了可以实现多门的线与逻辑关系外，通过使用大功率的三极管还可以直接驱动交大电流的负载，如继电器、脉冲变压器、指示灯等。