去參加應(yīng)聘，面試官考我OC門、OD門和推挽輸出

硬件工程師的筆試題中經(jīng)常會(huì)考 OC 門和 OD 門，有的放在面試中問，多個(gè) OC 或者多個(gè) OD 門能組成線與結(jié)構(gòu)，線與結(jié)構(gòu)考的更頻繁，還有一個(gè)推挽輸出，有一些單片機(jī)的 GPIO 用的就是這種結(jié)構(gòu)，如最常見的 STM32。

1. OC 門

OC 意為集電極開路，結(jié)構(gòu)如下：

OC 門電路

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A=0，①截止，②導(dǎo)通，相當(dāng)于開關(guān)閉合，輸出 0V（實(shí)際輸出不是 0V，因?yàn)?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/1454817.html">三極管存在飽和壓降）。A=1，①導(dǎo)通，②截止，相當(dāng)于開關(guān)斷開，C 點(diǎn)呈現(xiàn)高阻態(tài)，通常情況下 C 點(diǎn)要有上拉電阻，以輸出高電平。I2C，SMB 類型總線就是 OC 門或 OD 門，也是因?yàn)檫@種 IO 的高阻態(tài)輸出和線與邏輯才能讓他們能夠有一個(gè) master，多個(gè) slave，也不會(huì)出現(xiàn)短路情況。

使用注意事項(xiàng)：

上拉電阻太小，會(huì)增大飽和壓降，導(dǎo)致輸出的低電平很高。

上拉電阻太大，會(huì)延緩信號(hào)的上升沿。

OC 門可以連在一起，做“線與邏輯”。

上拉電壓可以根據(jù)下一級輸入端的電平標(biāo)準(zhǔn)來選擇，但也要注意芯片輸出端口的電壓 maximal rating

2. OD 門

把 OC 門的三極管換成場效應(yīng)管，就是 OD 門，OD 意為漏極開路。

OD 門電路

A=0，①關(guān)閉，②導(dǎo)通，相當(dāng)于開關(guān)閉合，輸出 0V（因?yàn)?MOS 管的導(dǎo)通阻抗很低，所以輸出幾乎等于 0）。A=1，①導(dǎo)通，②關(guān)閉，相當(dāng)于開關(guān)斷開，C 點(diǎn)呈現(xiàn)高阻態(tài)，通常情況下 C 點(diǎn)要有上拉電阻，以輸出高電平。I2C，SMB 類型總線就是 OC 門或 OD 門，也是因?yàn)檫@種 IO 的高阻態(tài)輸出，和“線與邏輯”才能讓他們能夠有一個(gè) master，多個(gè) slave。

使用注意事項(xiàng)：

上拉電阻太小，會(huì)導(dǎo)致 MOS 管②的導(dǎo)通電流過大，燒毀 MOS 管。

上拉電阻太大，會(huì)延緩信號(hào)的上升沿。

OD 門可以連在一起，做“線與邏輯”。

上拉電壓可以根據(jù)下一級輸入端的電平標(biāo)準(zhǔn)來選擇，但也要注意芯片輸出端口的電壓 maximal rating

3. 推挽輸出

推挽輸出又叫 push-pull，很多芯片的部分 GPIO 會(huì)支持這個(gè)功能。

用 NPN+PNP 制作的推挽輸出結(jié)構(gòu)如下：

三極管推挽輸出

用 PMOS+NMOS 制作的推挽輸出結(jié)構(gòu)如下：

input 輸出高電平時(shí)，PMOS 截止，NMOS 導(dǎo)通，output=0V

input 輸出低電平時(shí)，PMOS 導(dǎo)通，NMOS 截止，output=VDD

MOS 管推挽輸出

推挽輸出結(jié)構(gòu)的低電平輸出能力與 OC 門或 OD 門是一樣的，但是高電平輸出能力比 OC 門或 OD 門強(qiáng)很多，因?yàn)槭侵苯由侠搅?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E7%94%B5%E6%BA%90/">電源！因此推挽輸出可以輸出很高的電流。需要注意的是，配置為推挽輸出的兩個(gè)管腳，如果連載一起，一個(gè)配置為輸出高，另一個(gè)配置為輸出低，會(huì)產(chǎn)生很大的電流，導(dǎo)致 IO 燒毀。