推挽输出

推挽输出是用两个晶体管或者场效应管构成的推挽电路(在模拟电路中应用很广泛如功放驱动电机驱动等等),这个电路的特点就是输出电阻小,
所以能够驱动大的负载,从而能够使得单片机管脚直接驱动发光二极管、蜂鸣器、甚至更小阻抗的负载!

开漏输出:OC门的输出就是开漏输出;OD门的输出也是开漏输出。TTL电路有集电极开路OC门,MOS管也有和集电极对应的漏极开路的OD门,它的输出就叫做开漏输出。
它可以吸收很大的电流,但是不能向外输出电流。所以,为了能输入和输出电流,它使用的时候要跟电源和上拉电阻一齐用。
OC门开漏输出和OD门开漏输出都是为了同一个目的,都是为了实现逻辑器件的线与逻辑,当然选用不同的外接电阻也可以实现外围驱动能力的增加。
当你应用此电路的时候,要注意应用时要加上拉电阻接电源,这样才能保证逻辑的正确,在电阻上要根据逻辑器件的扇入扇出系数来确定,
但一般mos电路带载同样的mos电路能力比较强,所以电阻通常可以选择2.2k,4.9k这样一些常用的。


 
著作权归作者所有。 商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处。 作者:阏男秀 链接:https://www.zhihu.com/question/28512432/answer/41217074 来源:知乎
要理解推挽输出,首先要理解好三极管(晶体管)的原理。下面这种三极管有三个端口,分别是基极(Base)、集电极(Collector)和发射极(Emitter)。下图是NPN型晶体管。 /* 这种三极管是 电流控制型元器件,注意关键词电流控制。意思就是说,只要基极B有输入(或输出)电流就可以对这个晶体管进行控制了。 */ 下面请允许我换一下概念,把基极B视为 控制端,集电极C视为 输入端,发射极E视为 输出端。这里输入输出是指 电流流动的方向。 当控制端有电流输入的时候,就会有电流从输入端进入并从输出端流出。 PNP管正好相反,当有电流从控制端流出时,就会有电流从输入端流到输出端。 那么 推挽电路 上面的三极管是N型三极管,下面的三极管是P型三极管,请留意控制端、输入端和输出端。 当Vin电压为V+时,上面的N型三极管控制端有电流输入,Q3导通,于是电流从上往下通过,提供电流给负载。 经过上面的N型三极管提供电流给负载(Rload),这就叫「 」。 当Vin电压为V-时,下面的三极管有电流流出,Q4导通,有点流从上往下流过。 经过下面的P型三极管提供电流给负载(Rload),这就叫「 」。 以上,这就是 推挽(push-pull)电路。 ====================伟大的分割线========================== 那么什么是开漏呢?这个在我答案一开头给出的「网上资料」里讲得很详细了,我这里也简单写一下。 要理解开漏,可以先理解 开集如图,开集的意思,就是集电极C一端什么都不接,直接作为输出端口。 如果要用这种电路带一个负载,比如一个LED,必须接一个上拉电阻,就像这样。 当Vin没有电流,Q5断开时,LED亮。 当Vin流入电流,Q5导通时,LED灭。 开漏电路,就是把上图中的三极管换成 场效应管(MOSFET)。 N型场效应管各个端口的名称: /* 场效应管是 电压控制型元器件,只要对栅极施加电压,DS就会导通。 结型场效应管有一个特性就是它的输入阻抗非常大,这意味着:没有电流从控制电路流出,也没有电流进入控制电路。没有电流流入或流出,就不会烧坏控制电路。而双极型晶体管不同,是电流控制性元器件,如果使用开集电路,可能会烧坏控制电路。这大概就是我们总是听到开漏电路而很少听到开集电路的原因吧?因为开集电路被淘汰了。 */
 
### 推挽输出模式的概念 推挽输出(Push-Pull Output)是一种常见的数字电路输出结构,能够直接输出高电平和低电平,适用于驱动功耗不大的数字器件。其核心原理是通过两个对称的开关元件(如三极管或MOSFET)以推挽方式连接在输出端,一个负责拉高电压(连接到电源VCC),另一个负责拉低电压(连接到地GND)。电路工作时,两个开关交替导通,每次只有一个导通[^1]。 这种设计确保了输出信号具有较强的驱动能力,同时降低了导通损耗、提高了效率,并增强了负载能力和开关速度[^4]。 ### 推挽输出的作用 在电子工程中,推挽输出广泛应用于需要稳定高低电平输出的场景,例如控制LED、继电器或与其他数字电路进行通信。由于其可以直接输出高电平和低电平,无需额外的上拉或下拉电阻来辅助实现电平转换,因此简化了电路设计并提升了响应速度[^2]。 在嵌入式系统编程中,如STM32微控制器,可以通过配置GPIO为推挽输出模式来直接控制外设。例如,在初始化PA0引脚为推挽输出后,可用来点亮LED灯,这表明推挽输出具备一定的电流驱动能力[^3]。 ### 推挽输出的工作原理 推挽输出由两个MOS管组成:当输出高电平时,P-MOS管导通,将引脚连接至VDD(通常为3.3V或5V);当输出低电平时,N-MOS管导通,将引脚连接至GND。这种互补结构使得输出端能够在两种状态之间快速切换,从而实现高效的电平控制[^4]。 ```c // 示例:在STM32中配置GPIO为推挽输出模式 void configure_gpio_push_pull() { // 初始化GPIO结构体 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; // 选择引脚方向为输出 GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; // 推挽输出模式 GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; // 不使用上/下拉电阻 GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; // 应用配置 HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); } ``` 上述代码展示了如何在STM32平台上将某个GPIO配置为推挽输出模式,其中`GPIO_MODE_OUTPUT_PP`表示推挽输出,且不需要外部上拉或下拉电阻[^2]。 ### 推挽输出与开漏输出的区别 | 特性 | 推挽输出 | 开漏输出 | |------------------|------------------------------------------|--------------------------------------------| | 输出能力 | 可输出高电平和低电平 | 仅能主动输出低电平,需外部上拉电阻产生高电平 | | 驱动能力 | 较强,适合直接驱动负载 | 较弱,常用于信号传输 | | 功耗 | 相对较低 | 高电平时可能因上拉电阻产生额外功耗 | | 兼容性 | 适用于标准CMOS/TTL电平 | 支持多设备共享总线(如I²C) | ---
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