什么是集电极开路电路 集电极开路是什么门电路

什么是集电极开路电路

集电极开路就像是一个开关，其一端连接电源或接地。集电极开路电路常用在集成电路的输出，其输出可以根据使用的晶体管类型（NPN型或PNP型）为外围提供灌电流和拉电流能力。

由于NPN和PNP三极管的特性，我们只需控制三极管基极就可以令集电极和发射极导通，用NPN三极管可以做成具有灌电流能力的集电极开路电路，PNP三极管可以做成具有拉电流能力的集电极开路电路。图中为两种输出类型的电路结构。

对于使用NPN三极管组成的具有灌电流能力的集电极开路电路，利用三极管的特性，当三极管导通时，三极管的集电极会呈现出连接到地的状态，此时外部的电流可以流经三极管到地。

当三极管关断时，三极管的集电极呈现高阻态，此时电流不能流经此处，在集电极上电压等于外部电压。

当三极管基极IBE=2mA时，若三极管的放大倍数为50倍时，流经集电极的最大电流为ICE=50 X IBE=200mA。意味着外部向集电极电路中灌入的电流能达到100mA。

集电极开路是什么门电路

集电极开路（OC门）是一种特殊的门电路，也被称为集电极开路（漏极开路）与非门门电路（Open Collector/Open Drain）。

OC门电路的特点是输出端的集电极或漏极是开路的，即与电源或地之间不直接相连，而是需要通过外接上拉电阻或电源才能形成完整的输出电路。这种结构使得OC门电路具有线与特性，即多个OC门的输出端可以直接相连，实现逻辑与运算。

在电路中，OC门通常用于需要多个输出信号进行逻辑与运算的场合，如驱动器、缓冲器、电平转换器等。由于其特殊的输出结构，OC门在电路设计中具有一定的灵活性和便利性。

OC门电路的输出电平取决于外接的上拉电阻或电源电压，因此在使用时需要根据具体的应用场景选择合适的上拉电阻或电源电压，以确保电路的正常工作。

集电极开路开关电路

上图显示了集电极开路开关电路的典型布置，该电路可用于驱动机电型设备以及许多其他开关应用。NPN晶体管基极驱动电路可以是任何合适的模拟或数字电路。晶体管的集电极连接到要切换的负载，晶体管的发射极端子直接接地。

对于NPN型集电极开路输出，当控制信号施加到晶体管的基极时，它会导通，并且连接到集电极端子的输出通过现在导通的晶体管结点被下拉到地电位连接的负载并将其打开。因此，晶体管开关并传递负载电流IL，其使用欧姆定律确定为：

负载电流，lload=负载电压/负载电阻

当晶体管正基极驱动被移除（关闭）时，NPN晶体管停止导通，负载（可能是继电器线圈、螺线管、小型直流电机、灯等）断电并关闭。然后输出晶体管可用于控制外部连接的负载，因为NPN晶体管集电极开路的电流吸收开关动作可作为开路（OFF）或短路（ON）。这里的优点是集电极负载不需要连接到与晶体管驱动电路相同的电压电位，因为它可以使用较低或较高的电压电位，例如12伏或30伏直流电。

同样简单的数字或模拟电路也可用于通过简单地改变输出晶体管来切换许多不同的负载。例如，10mA时为6 VDC （2N3904晶体管），或3安培时为40 VDC （2N3506晶体管），甚至使用集电极开路达林顿晶体管。

集电极开路门特点？为什么？有什么应用？

集电极开路门（Open-Emitter Gate）是一种特殊类型的功率晶体管门极结构，其特点包括：

1. 高电压耐受能力：集电极开路门设计能够承受高电压，使其在高电压应用中表现出色。

2. 低开启电流：通常具有较低的门电流，这意味着在启动时需要较低的电流，有助于减小控制电路的功耗。

3. 高开关速度：集电极开路门具有快速的开启和关闭速度，使其适用于高频率的开关电路应用。

4. 低饱和压降：在导通状态下，集电极开路门通常具有较低的饱和压降，有助于减小功率损耗并提高效率。

由于这些特点，集电极开路门在许多高压、高频率的功率电子应用中得到广泛应用，包括但不限于：

1. 变频器：用于调节交流电机的转速和扭矩，在工业驱动和电力系统中广泛应用。

2. 电力转换器：如开关电源、逆变器等，用于将电能转换为不同电压、频率或波形的形式。

3. 磁控管：用于控制高压和高电流的电力系统，如直流输电系统中的谐振电压源等。

4. 射频功率放大器：用于无线通信系统中的射频信号放大，如移动通信基站、雷达系统等。

总的来说，集电极开路门在需要处理高电压、高频率和高功率的场合下表现出色，提供了一种高效、快速的功率开关解决方案。

审核编辑：黄飞