開集極電路、提昇電阻、高阻抗

逃兵

開集極電路、提昇電阻、高阻抗
在很多電子的說明文件裏都會看到"開集極"這樣的名詞。
非本科系的人看到十個有九個都不懂。

今天來說明一下開集極電路。
電晶體之前 W 大有講過了，開集極電路就是它的一種應用。

一顆電晶體有三極 B,E,C
開集極電路，就是把 E 直接連到地，B 是你的控制。

這會不會很奇怪？
一個電晶體有三腳，卻只接了2腳。
沒錯，這就是最基本的開集極電路。
而這沒接的c, 就直接拉到ic外面讓你使用了。

那我們可以看到, 當 B 讓電晶體導通時，
C 是等於直接接到地去。這時電流可以由外面流到 E (接地了)去。
這時，相對於輸出來說，就是 0(low).

那如果 B 讓電晶體不通時呢？
C 這點，等於"浮接"，什麼都不是。而這個有一個名詞叫做高阻抗(Hi-Z)
那如果我想要讓c點在這時候的輸出, 對我有 1(HI)的意義時，我怎麼辦？
就"拉一支電阻"到 VCC 去。
那是不是當電晶體不通時，c這點的電壓就是 VCC 了？
而這支電阻. 就叫"提昇電阻"

ps. 在數位的領域使用電晶體, 都不是用在"線性區"

s10274chen

這學期學單晶片......還好是用實習板....廠商都做好了！就沒那問題。
不然，真的班上沒幾個同學知道開集極是什麼東西！也不知道開汲極是什麼東西，用P0真的會搞不清楚狀況（開汲極），沒加提升電阻，然後跟老師說為什麼電路不會動。
開集極：

開汲極：

印象中三態閘也有用到開集極。

逃兵

哈. 你都說到三態了n_131|
1.什麼叫做三態？
2.分別有什麼用？

shunxing

原帖由 s10274chen 於 2010-1-28 06:42 PM 發表 http://bbs.pigoo.com/images/common/back.gif
這學期學單晶片......還好是用實習板....廠商都做好了！就沒那問題。
不然，真的班上沒幾個同學知道開集極是什麼東西！也不知道開汲極是什麼東西，用P0真的會搞不清楚狀況（開汲極），沒加提升電阻，然後跟老師說為什麼電路不會動。
...

當學生的可能只有幾個人懂拉~~其他的~~我感保證都在混日子的.....
遇到太多了......
不過說真的~~~~我好多~~~看不懂～~~雖然學過~~我都忘了.....
我只知道電要怎摸跑~~~~還有就是~~學校教的東西~~有些東西會害死人
例如電路圖...我感保證~~第2張圖一定一大堆人不會接線....要是照你的電路圖接下去..
不知道會燒掉什摸東西.....
第一張還好~~至少是標準的...因為有"限流電阻"阿..要是沒那顆電阻~~下面電路一樣燒光光....
很多人都會把"限流電阻"給忘了~~~~說真的~~我也忘光了~~~~但還是知道有這樣東西存在...

HappyMaChi

感謝逃兵大與 s 大的分享! 讓大家多多吸收知識!
~hm257~

s10274chen

下面那張圖的邏輯閘就是三態閘，所謂三態有：１.high 2.low 3.高阻抗共三種狀態。
圖中1為輸入、2為控制腳（當為低電位時則3輸出為高阻抗狀態，高電位時則允許1輸入的狀態由3輸出，這時整個等效圖就如同第二張圖，為一個緩衝器buffer）、3為邏輯輸出。
圖一                                                圖二（1為輸入，3為輸出）            
                 
功用啊！目前我是想到記憶體顆粒單元的選擇在使用。用多工器控制每個記憶單元的三態閘，再用三態閘控制記憶體單元。粗略像下圖畫的，一定有地方畫錯，但不影響基本精神。


突然讓我又想到數位邏輯....原本以為這學期會被當掉數位邏輯，沒想到出乎意料的高分9X分.....:sam59

逃兵

不不不.
我想 Hi, Low 這兩態，對入門的新手都不會有問題。
可是那個 Hi-Z 是什麼東西？
在電路上，會有什麼地方用到？

s10274chen

Hi-Z？n_130|
逃兵大您說的在我圖中的哪個地方啊？
圖三的圖肯定有地方錯，但不會影響基本概念的，藍色框的就是三態閘，綠色框的就是記憶體顆粒1K*8，我是畫簡圖的，我假定資料匯流排為八條線，所以三態閘在每個記憶體顆粒底下就會有八顆，但我只畫一顆。
假設我們要存取1號記憶體，那我們就令1號記憶體底下的三態閘enable（令控制腳致能），這時1號記憶體的資料就會從三態閘輸出，送到資料匯流排。


三態一般都用在當緩衝器使用，還有沒有其他應用......還沒看過其它應用面，想不到耶！n_098|

逃兵

三態. 是 Hi, Low, Hi-Z 三態.
那 Hi, 跟 Low 各有它的功用為 enable 跟 disable 或是 input 跟 output 的"對比"
那中間有個 Hi-Z 呢？
它在控制上代表什麼呢？

shunxing

原帖由 逃兵 於 2010-1-29 01:33 PM 發表 http://bbs.pigoo.com/images/common/back.gif
三態. 是 Hi, Low, Hi-Z 三態.
那 Hi, 跟 Low 各有它的功用為 enable 跟 disable 或是 input 跟 output 的"對比"
那中間有個 Hi-Z 呢？
它在控制上代表什麼呢？

逃兵大.....你~~~~該不會在出題目吧??

我已經看的很暈了.....在看下去我的頭快發燒了.....

legion

嗯,這個我也不會
但可以參考看看LS245反而會讓人看的更清楚一點
為什麼會有三態的存在
尤其是一個BUS上,使用LS244和LS245會有什麼差別
為什麼只有一條BUS卻有一堆輸入,用什麼方式來隔離呢




以下純屬猜測
高阻抗可以讓他的輸出形同斷路
通常用於兩個以上輸出接在同一個BUS的情況
做為來源切換
可進行雙向匯流排作為匯流排隔離避免衝突
請參考LS245的圖形就會比較了解

但真要使用的話,可以拿來作很多另類用途的,
如LED或小型繼電器

s10274chen

喔！了解了！原來高阻抗也叫做Hi-Z state！
Hi-Z也是一樣，只有high、low準位，有分兩種，一種是低態致能、另外一種是高態致能，我上面畫的就是高態致能囉.....n_128|
---------------------給大家看的---------------------------------------------------------
下圖是高態（high）致能的三態閘，當Hi-Z控制腳為高準位時，整個三態閘就變成是一個單純的緩衝器（buffer），反之，則輸出為高阻抗。
    當變為緩衝器時，就把它當成一條導線；當變為高阻抗時，這時就把它當成一條斷掉的線就好了。
下圖則是低態（low）致能的三態閘，當當Hi-Z控制腳為低準位時，整個三態閘就變成是一個單純的緩衝器（buffer），反之，則輸出為高阻抗。
  當變為緩衝器時，就把它當成一條導線；當變為高阻抗時，這時就把它當成一條斷掉的線就好了。

逃兵

在這邊的 Hi-Z 是  legion 說的情況。

想一下在開關，有 ON-OFF 兩態，那第三態是什麼？
第三態就是"沒接"。

我在以前的觀念是:沒接，那不就等於 LOW 嗎？(或是說 OFF)
其實在數位裏，除了 0/1 之外，就這個"沒接"的 Hi-Z 的狀態。
很多人沒搞懂，也許連聽都沒聽過。

以  legion 所舉的例子就很好。以 LS245 來看。
bus 不是向左，就是向右。那我如果要"斷開"呢？就讓它"浮接"也就是 Hi-Z, 高阻抗。也就是你的開集極輸出，而電晶體關閉不導通，卻沒有接上"提昇電阻"的時候的狀態。

逃兵

因為你提到了"喔！了解了！原來高阻抗也叫做Hi-Z state！"

那這又生另一個問題。
什麼叫"阻抗"，能用比較簡單的解釋法來解釋嗎？

s10274chen

阻抗.....就是電阻囉！......電流流過去的阻力，如同河流，越寬的河道，單位時間流過去的水就越多，但越窄的河道（或是河道內石頭一大堆），這時單位時間能夠流過去的水就比較少了，就出現「阻抗」了。

那高阻抗就等於遇到一顆歐姆數非常大的電阻，甚至趨近於無窮大，電流流不過去，就會如同沒接通一樣（斷路）。

逃兵

其實，你在電子學中，你只會看到"電阻"這個名詞。
到了電路學，你才會看到"阻抗"這個名詞。

而電阻，我們通常會寫 R
阻抗，我們會寫 Z

R 是固定的值。
Z 是不變的值。

再來，找一下資料，什麼情況下 Z 是會變的？

s10274chen

交流......虛功！或是震盪。印象最深的只記得教我們基本電學的老師說過.....P是消耗在電阻上、Q是消耗在L或C上面，P+Q就是Z（實功+虛功=總功率）。
Z的阻值會變動是因為頻率的關係。n_093|

playx

阻抗 ＝ 電路中電阻、電感、電容對交流電路的阻礙作用

既然提到電容跟電感就有容抗跟感抗，當訊號頻率上升，

容抗就會降低而感抗會升高，頻率不同就會有不同阻抗（Z），

而純電阻的阻抗不隨頻率變化...隨便說說...."緊酸"...n_163|

逃兵

呵，不錯喔。
消失一段時間後重新出關的P大果然說得很清楚喔。

可是普通看到的書，你會看到”大訊號”跟”小訊號”這也是說在阻值的看法，要看電阻還是阻抗的用詞上要體會一下的。

zenkn

立論精采.