「漏」【转载】开漏、开集电路详解

漏

在电路设计时我们常常遇到开漏（open drain）和开集（open collector）的概念。这两个概念到底是什么呢？下文给你带来详细介绍。

开漏（opendrain）介绍

开漏电路概念中提到的“漏”就是指MOSFET的漏极。同理，开集电路中的“集”就是指三极管的集电极。开漏电路就是指以MOSFET的漏极为输出的电路。

所谓开漏电路概念中提到的“漏”就是指MOSFET的漏极。同理，开集电路中的“集”就是指三极管的集电极。开漏电路就是指以MOSFET的漏极为输出的电路。一般的用法是会在漏极外部的电路添加上拉电阻。完整的开漏电路应该由开漏器件和开漏上拉电阻组成。如下图所示：

组成开漏形式的电路特点

1.利用外部电路的驱动能力，减少IC内部的驱动。当IC内部MOSFET导通时，驱动电流是从外部的VCC流经Rpull-up，MOSFET到GND。IC内部仅需很小的栅极驱动电流。

2.可以将多个开漏输出的Pin，连接到一条线上。形成“与逻辑”关系。如图1，当PIN_A、PIN_B、PIN_C任意一个变低后，开漏线上的逻辑就为0了。这也是I2C，SMBus等总线判断总线占用状态的原理。

3.可以利用改变上拉电源的电压，改变传输电平。IC的逻辑电平由电源Vcc1决定，而输出高电平则由Vcc2决定。这样我们就可以用低电平逻辑控制输出高电平逻辑了。

4.开漏Pin不连接外部的上拉电阻，则只能输出低电平。

5.标准的开漏脚一般只有输出的能力。添加其它的判断电路，才能具备双向输入、输出的能力。

开集（opencollector）介绍

Open-collector/ Open-drain是用于多个device间使用一个连接线来双向（Bi-direcTIonally）通信的技术。

如图所示

因为Collector的pin没有和任何其他device连接所以叫Open Collector。BJT的情况叫做Open-Collector，MOSFET的情况叫做Open-drain。理论上BJT和MOSFET一样。

在input有high信号的话，transistor则为ON，此时Output和Groud形成通路使得Output输出为Low

在input有low信号的话，transistor则为OFF，此时Output为Hi-inpedence状态。

Hi-impedence的意思是阻抗很高，Low和High不能区别的状态。

所以一般情况下，Output会连接有一个Pull-up电阻，在input为low时，能把output的状态从Hi-impedence拉到High状态。

若是在bus线上有多个同样的Open-collector时，只要有一个open-collector的input为low，导致output为low，则引起bus上的状态为low。这样的bus线叫做wired-OR。

Open-collector因为Pull-up电阻，导致input为low时，output为High。在多个device间不会引起信号冲突。而不使用open-collector的话，多个device发送low或者high时，会引起短路。

开集(Open-collector)的特点

1. 多个device连接时，可以双方向传输（wire-OR）

2. Level不同的device之间也可以传输数据（5V的master可以给3V的slave传输数据）

I2C就是使用此方法构造的。

I2C最初的操作就是发送一个slave address。发送后等待回应ACK

这时多个device中符合其slave地址的device会使其output为low来回应master，使得master判定此device为自己需要交换数据的device。

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