【电路笔记】-集电极开路输出

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集电极开路输出

集电极开路输出对于切换不兼容的负载非常有用，但可能需要上拉或下拉电阻器以确保正确的切换操作。

1、概述

开路集电极输出在数字芯片设计、运算放大器和微控制器 (Arduino) 类型的应用中越来越常见，用于与其他电路连接或驱动高电流负载，例如指示灯和继电器，这些负载可能与电气特性不兼容。 控制电路。 但集电极开路是什么意思，以及我们如何在电路设计中使用它。

从之前的文章中我们知道，双极结型晶体管，无论是NPN型还是PNP型，都是三端器件。 这三个端子被标识为共发射极、共基极和共集极。

我们可以使用双极晶体管作为放大器运行，即输出信号的幅度比输入信号更大，或更常见的是作为固态“开/关”型电子开关。

由于双极结型晶体管 (BJT) 是一种三端器件，因此它可以在三种不同开关模式之一中进行配置和操作。 它们是共基极 (CB)、共发射极 (CE) 和共集电极 (CC)。

当用于放大（有源区）或开关（截止或饱和区）时，“共发射极”配置是迄今为止最常见的晶体管配置。 这就是我们将在本文中将要介绍的集电极开路输出的晶体管配置。

2、共发射极配置

在此单级共发射极配置中，电阻连接在晶体管的集电极端子和正电源轨 $V_{CC}$ 之间。 输入信号施加在晶体管的基极和发射极结之间，发射极的端子直接接地。 因此，描述性术语“共发射极”（CE）。

打开晶体管所需的偏置电流 $I_B$ 通过基极电阻 $R_B$ 直接馈入 NPN 晶体管的基极，输出信号相对于输入信号反相 180度，取自集电极和发射极端子。

这允许晶体管集电极电流被控制在零（截止）和某个最大值（饱和）之间。 这是共发射极配置的标准布置，可以偏置作为 A 类放大器运行，也可以作为逻辑 ON/OFF 开关运行。

这里的问题是晶体管及其集电极负载电阻都连接到一个公共电源电压。 此处使用集电极电阻 $R_C$ 来允许集电极电压