一文詳解OC門(mén)、OD門(mén)、三態(tài)門(mén)

1. 基本概念

OC門(mén)（Open Collector Gate）是數(shù)字電路中的一種邏輯門(mén)，它是開(kāi)集輸出門(mén)電路，其主要作用是將輸入信號(hào)通過(guò)門(mén)電路進(jìn)行處理，并將結(jié)果輸出到外部負(fù)載上。 OC門(mén)的特點(diǎn)是輸出端可以接受較高的電壓，因此它可以驅(qū)動(dòng)較高電平的負(fù)載，如電機(jī)、繼電器、LED等。

OC門(mén)的輸出端可以被拉低，但無(wú)法被拉高，只能在高阻態(tài)時(shí)不輸出電信號(hào)。 OC門(mén)通常由一個(gè)開(kāi)漏輸出的晶體管和一個(gè)輸入端組成，可以實(shí)現(xiàn)與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)等邏輯運(yùn)算。

在OC門(mén)中，當(dāng)輸入端為低電平時(shí)，輸出端被拉低； 當(dāng)輸入端為高電平或高阻態(tài)時(shí)，輸出端處于高阻態(tài)。 這種輸出方式使得多個(gè)OC門(mén)可以并聯(lián)連接，通過(guò)外部上拉電阻或上拉電源，形成開(kāi)關(guān)電路，控制外部器件的工作。

2. 作用

數(shù)字信號(hào)的緩沖、放大、隔離和反相等；

由于OC門(mén)的開(kāi)漏輸出特性，它還可以用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的多路選擇、電平轉(zhuǎn)換和施密特觸發(fā)等功能；

常用于模擬電路中，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，控制模擬器件的工作，如控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速、控制LED的亮度等。

3. 使用要點(diǎn)

OC門(mén)的輸出端并不能提供電壓源，因此在使用OC門(mén)時(shí)需要為輸出端接電源或外部上拉電阻，以確保輸出端正常工作。

OC門(mén)輸出端的高電平和低電平 均需要通過(guò)外部電路來(lái)驅(qū)動(dòng)，因此在設(shè)計(jì)電路時(shí)需要注意電路的抗干擾能力和穩(wěn)定性。

4. OC門(mén)的簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)

二、OD門(mén)——漏極開(kāi)路門(mén)

OD門(mén)（Open Drain Gate）是數(shù)字電路中的一種邏輯門(mén)，它的輸出端可以被拉低，但無(wú)法被拉高，只能在高阻態(tài)時(shí)不輸出電信號(hào)。 OD門(mén)通常由一個(gè)開(kāi)漏輸出的晶體管和一個(gè)輸入端組成，可以實(shí)現(xiàn)與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)等邏輯運(yùn)算。

與OC門(mén)類(lèi)似，OD門(mén)的輸出端也可以被多個(gè)門(mén)并聯(lián)連接，形成開(kāi)關(guān)電路，控制外部器件的工作。 不同之處在于，OD門(mén)的輸出端可以通過(guò)上拉電阻或上拉電源拉高，從而實(shí)現(xiàn)高低電平轉(zhuǎn)換。 因此，OD門(mén)適用于一些需要既可以輸出高電平又可以輸出低電平的應(yīng)用場(chǎng)合，如數(shù)字信號(hào)的放大、隔離、反相、驅(qū)動(dòng)等。

在實(shí)際應(yīng)用中，OC門(mén)和OD門(mén)常?；ハ噢D(zhuǎn)換使用，具體取決于電路的設(shè)計(jì)要求和應(yīng)用場(chǎng)合。

下面示例是漏極開(kāi)路的與非門(mén)：

四、三態(tài)門(mén)

1. 概念

三態(tài)門(mén)是一種數(shù)字電路門(mén)電路，它具有三種狀態(tài)：

高電平輸出

低電平輸出

高阻態(tài)輸出。

與普通門(mén)電路只有兩種狀態(tài)（高電平輸出和低電平輸出）不同，三態(tài)門(mén)的高阻態(tài)輸出可以在電路中實(shí)現(xiàn)高阻抗?fàn)顟B(tài)，使得它可以連接多個(gè)門(mén)電路或器件而不會(huì)干擾其它部分的工作。

三態(tài)門(mén)通常由多個(gè)晶體管和一個(gè)控制信號(hào)組成：

當(dāng)控制信號(hào)為高電平時(shí)，晶體管導(dǎo)通，門(mén)電路輸出高電平；

當(dāng)控制信號(hào)為低電平時(shí)，晶體管截止，門(mén)電路輸出低電平；

當(dāng)控制信號(hào)為高阻抗?fàn)顟B(tài)時(shí)，門(mén)電路輸出高阻抗?fàn)顟B(tài)。

三態(tài)門(mén)圖標(biāo)示例：

2. 三態(tài)門(mén)的作用

三態(tài)門(mén)的高阻態(tài)輸出特性使得它在復(fù)雜的數(shù)字電路設(shè)計(jì)中具有重要的作用。

在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，總線(xiàn)是用于連接多個(gè)器件的數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)路。 由于總線(xiàn)連接了多個(gè)器件，因此可以通過(guò)使用三態(tài)門(mén)來(lái)控制各個(gè)器件與總線(xiàn)的連接狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)總線(xiàn)上多組信號(hào)的傳輸。 這種技術(shù)稱(chēng)為總線(xiàn)共享/總線(xiàn)復(fù)用，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和通信系統(tǒng)中被廣泛使用，可以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸效率和可靠性。

3. 簡(jiǎn)單仿真

下面使用74HC126_s 進(jìn)行仿真。 74HC126具有 四個(gè)三態(tài)門(mén) ，74HC126_s是一個(gè)三態(tài)門(mén)。
使能端用來(lái)控制三態(tài)門(mén)的使能狀態(tài)。 一般來(lái)說(shuō)，使能端高電平的最小值為2V，也就是當(dāng)使能端電壓高于2V時(shí)，三態(tài)門(mén)處于使能狀態(tài)，使能端內(nèi)部有一個(gè)反向器，這時(shí)不可以傳輸數(shù)據(jù)。

（1）1使能高電平

這時(shí)輸出為高阻，即輸出與輸入沒(méi)有關(guān)系 。

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