集電極開路

開集極電路（英語：Open Collector，俗稱“集電極開路門”或“OC門”），是一種積體電路的輸出裝置。OC門實際上只是一個NPN型三極體，並不輸出某一特定電壓值或電流值。OC門根據三極體基極所接的積體電路來決定（三極體發射極接地），通過三極體集電極，使其開路而輸出。而輸出設備若為場效應電晶體（MOSFET），則稱之為漏極開路（英語：Open Drain，俗稱“OD門”），工作原理相仿。通過OC門這一裝置，能夠讓邏輯門輸出端的直接並聯使用。兩個OC門的並聯，可以實現邏輯與的關係，稱為“線與”，但在輸出連線埠應加一個上拉電阻與電源相連。

基本介紹

• 中文名：集電極開路
• 外文名：Open Collector
• 別稱：開集級電路
• 類別：一種積體電路的輸出裝置

OC 的工作特性

這種配置的特性是，輸出側上拉電阻（pull-up resistor）連線的電壓不一定需要使用與輸入側IC同樣的電源（VCC），可以是用更低或更高的電壓來代替。因此，集電極開路電路有時用於連線不同工作電位、或用於外部電路需要更高電壓的場合。

OC 的另一個優點是多個 OC 輸出允許連線到同一條線上。從輸出端向里看，OC 引腳在輸出高電平時高阻、低電平時接地，因此如果所有的輸出都在高阻抗（即邏輯 1）狀態，該線（以及下游的上拉電阻）將輸出一個高電壓的狀態；但如果至少一個 OC 輸出處在低電平（即邏輯 0），那么它們會吸收電流、將輸出線拉到低電平。因此，集極開路設備通常用於連線多個器件的匯流排，前提是該匯流排的邏輯是同一時刻僅有單個設備輸出（負邏輯的）有效信號，例如MCS-51系列的寫使能（/WR 等）。這允許一個正在驅動匯流排的設備不會和其他不活動的設備互相干擾——如果不使用 OC 輸出，那么不活動（輸出低電平）的設備將試圖把匯流排電壓拉回低電平，造成不可預知的輸出。

基於上面的優點，可以將幾個 OC 連線在一起形成“線與（wired AND）”（正邏輯，即高電平代表真）或“線或（wired OR）”（負邏輯，低電平代表真）。線或的原理可通過簡單的分析得知，也可由德摩根定律證明。

OC 唯一的問題就是功率耗損。因為這樣的配置往往需要較高的電流才能正確的工作，即使在關閉的狀態，也通常會有幾個 nA 的泄漏電流，更不用說輸出側上拉電阻所帶來的損耗。