面包芯语

去参加应聘，面试官考我OC门、OD门和推挽输出

记得诚 2020-06-26 00:00
STM32峰会2025：AI与GUI开发的未来，就在这里！ 3D IC设计卡在哪儿？5场研讨会揭秘3DIC全攻略

硬件工程师的笔试题中经常会考OC门和OD门，有的放在面试中问，多个OC或者多个OD门能组成线与结构，线与结构考的更频繁，还有一个推挽输出，有一些单片机的GPIO用的就是这种结构，如最常见的STM32。

1. OC门

OC意为集电极开路，结构如下：

OC门电路

A=0，①截止，②导通，相当于开关闭合，输出0V（实际输出不是0V，因为三极管存在饱和压降）。
A=1，①导通，②截止，相当于开关断开，C点呈现高阻态，通常情况下C点要有上拉电阻，以输出高电平。
I2C，SMB类型总线就是OC门或OD门，也是因为这种IO的高阻态输出和 线与逻辑才能让他们能够有一个master，多个slave，也不会出现短路情况。
使用注意事项：

  1. 上拉电阻太小，会增大饱和压降，导致输出的低电平很高。

  2. 上拉电阻太大，会延缓信号的上升沿。

  3. OC门可以连在一起，做“线与逻辑”。

  4. 上拉电压可以根据下一级输入端的电平标准来选择，但也要注意芯片输出端口的电压maximal rating

2. OD门

把OC门的三极管换成场效应管，就是OD门，OD意为漏极开路。

OD门电路


A=0，①关闭，②导通，相当于开关闭合，输出0V（因为MOS管的导通阻抗很低，所以输出几乎等于0）。
A=1，①导通，②关闭，相当于开关断开，C点呈现高阻态，通常情况下C点要有上拉电阻，以输出高电平。
I2C，SMB类型总线就是OC门或OD门，也是因为这种IO的高阻态输出，和“线与逻辑”才能让他们能够有一个master，多个slave。
使用注意事项：

  1. 上拉电阻太小，会导致MOS管②的导通电流过大，烧毁MOS管。

  2. 上拉电阻太大，会延缓信号的上升沿。

  3. OD门可以连在一起，做“线与逻辑”。

  4. 上拉电压可以根据下一级输入端的电平标准来选择，但也要注意芯片输出端口的电压maximal rating

3. 推挽输出

推挽输出又叫push-pull，很多芯片的部分GPIO会支持这个功能。
用NPN+PNP制作的推挽输出结构如下：
三极管推挽输出
用PMOS+NMOS制作的推挽输出结构如下：

  1. input输出高电平时，PMOS截止，NMOS导通，output=0V

  2. input输出低电平时，PMOS导通，NMOS截止，output=VDD


MOS管推挽输出


推挽输出结构的低电平输出能力与OC门或OD门是一样的，但是高电平输出能力比OC门或OD门强很多，因为是直接上拉到了电源！因此推挽输出可以输出很高的电流。
需要注意的是，配置为推挽输出的两个管脚，如果连载一起，一个配置为输出高，另一个配置为输出低，会产生很大的电流，导致IO烧毁。
今天的文章到这里就结束了。。。
原创不易，喜欢的小伙伴点个 在看，和记得诚一起成长吧！
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