Che cos'è uno scarico aperto: configurazione e funzionamento

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Un pin di uscita open-drain o open-collector è semplicemente un transistor che è collegato a terra. Ogni volta che applichiamo un input elevato al gate, drain e source vengono cortocircuitati. Ogni volta che applichiamo un input basso al gate, drain e source vengono scollegati. Per renderlo semplice, lo scarico aperto è come un file interruttore che verrà connesso o disconnesso in base al segnale di ingresso fornito. Questo articolo discute una panoramica di cos'è uno scarico aperto , circuito e il suo funzionamento

Configurazione ingresso / uscita a scarico aperto

Un open-drain si trova comunemente in molti


Scarico aperto

Scarico aperto

Quando la configurazione viene eseguita in modalità push-pull, 0 collega il pin di uscita a terra, 1 si connetterà a Vio. Quando un'operazione viene eseguita in modalità open-drain, il transistor più alto verrà disabilitato, 0 continua a connettersi con la massa e l'uscita 1 scollegherà il pin a Vio e rimarrà flottante.



Open Drain vs Pull Push

Open Drain vs Pull Push

Interruttori

  • Consiste di un solo interruttore che è collegato a terra
  • Push-pull conterrà due interruttori. Un interruttore è collegato a terra e un altro interruttore è collegato a Vcc.

Produzione

  • Se il pin di uscita è alto, il pin viene collegato a terra tramite l'interruttore. Quando il pin di uscita è basso, il pin inizierà a fluttuare quando l'interruttore viene spento.
  • Se l'uscita è alta, il pin viene collegato a Vdd tramite l'interruttore NPN. Se l'uscita è bassa, il pin verrà collegato a terra con l'aiuto dell'interruttore PNP.

Consumo di energia

  • Il push-pull consuma una potenza molto bassa perché non richiede alcun pull up resistore
  • Richiede un elevato consumo energetico dovuto al drenaggio attraverso un resistore di carico quando era acceso

Velocità operativa

  • Il push-pull sta avendo un'elevata velocità operativa
  • Rispetto al push-pull, ha una commutazione più lenta

Carichi

  • Il push-pull non guiderà i carichi esterni
  • Un open-drain piloterà direttamente carichi esterni inferiori o uguali a 10mA

Segnali

  • Il push-pull non è in grado di combinare i segnali Vout per vari sensori su un comune autobus
  • È in grado di commutare tensioni superiori o inferiori alla tensione di alimentazione Vdd

In un file Open Drain vs Open Collector , Un open-drain è BJT . Quando le correnti sono basse, la tensione di saturazione dei BJT è leggermente superiore alla caduta di tensione dovuta a RDS per FET.

Apri Drain GPIO

  • PMOS non esiste nella configurazione open-drain e l'uscita ha due possibilità alta o flottante.
  • NMOS si attiverà dando 0 nel registro dei dati di uscita e il pin I / O è a terra.
  • Il registro dei dati di uscita lascerà la porta in Hi-Z quando viene fornito e lo stato I / O non è definito.
  • Per risolvere questo problema, il resistore di pull-up interno deve essere attivato o un altro sta fornendo un resistore di pull-up esterno. Quando il resistore di pull-up è attivato, il pin I / O cambia il suo stato in Vdd.

La modalità di uscita con configurazione open-drain non è altro che il transistor PMOS superiore semplicemente non presente. Lo scarico si aprirà quando il transistor è spento, quindi l'uscita fluttuerà. La configurazione di uscita open-drain non può sollevare il perno, può solo abbassare il perno. La configurazione di output open-drain di GPIO è inutile fino a quando ea meno che non sia dotata di funzionalità di pull up

Apri Drain GPIO

Apri Drain GPIO

Per utilizzarlo nelle applicazioni del mondo reale, deve essere utilizzato con un resistore di pull-up esterno o un resistore di pull-up interno. Nello scenario attuale tutti gli MCU supportano una resistenza di pull-up interna per ogni pin GPIO, è necessario utilizzare la configurazione GPIO per attivarli o disattivarli


Come guidare il LED

Per guidare GUIDATO in primo luogo, attivare la resistenza di pull-up interna dopo aver collegato il LED al pin. Per accendere il LED basta dare 1 come ingresso in modo che sia invertito come 0 e il transistor si spenga. Quando viene spento, un resistore pull-up aiuterà il LED a essere portato a Vcc. Allo stesso modo, se si desidera spegnere il LED, è sufficiente dare 0 all'ingresso in modo che si accenda il transistor che spegnerà il LED.

Il valore del resistore di pull-up interno è fisso e il suo intervallo va da 10 kilo ohm a 250 kilo ohm che sono abbastanza buoni per eseguire applicazioni reali

In MOSFET a scarico aperto, a MOSFET è come un transistor che ha la capacità di gestire tensioni più elevate. Il comportamento di commutazione dei transistor è controllato dalla base. Quando l'uscita IC scorre alla base, il flusso di corrente verrà attivato attraverso il transistor in modo simile se c'è poco flusso attraverso l'uscita IC, quindi la corrente non fluirà attraverso il transistor. Transistor prende il controllo del flusso di potenziali di corrente e tensione attraverso circuiti realizzati con miliardi di transistor, basandosi su IC.

Quando il transistor NPN è aperto ma collegato a un pin esterno, allora è un collettore aperto, questo farà passare il transistor a terra quando è attivo. Questo tende a assorbire corrente e sorgente di corrente a guadagnare flusso di corrente ma in direzioni diverse

In I2C a scarico aperto, ogni volta che si utilizza il i2c , il pin dell'orologio seriale e il pin dei dati seriali saranno nella sua configurazione. Per far funzionare correttamente il bus, dobbiamo collegare il resistore di pull-up a ciascun pin internamente o esternamente. Il valore corretto per le resistenze di pull-up nel bus i2c dipende dalla capacità totale del bus e dalla frequenza alla quale funziona il bus. Ma possiamo calcolare il valore della resistenza di pull-up prendendo in considerazione la capacità della velocità del bus I2c ecc.

Quindi, si tratta di una panoramica di ciò che è uno scarico aperto, la sua configurazione, come guidare LED , ecc. Ecco una domanda per te, cosa