微控制器的io的推挽輸出是怎樣實現的

時間 2021-06-03 06:36:29

1樓:H.Wang

首先題主的圖是用於模擬訊號的B類放大器,電壓增益》0,但<1,其中NPN管在上,PNP管在下。這個電路也被很多人稱為推挽電路,因為幾乎在任何狀態都有乙個管子輸出電流。

再來考慮數位電路中,為了避免出現亞穩態的出現,邏輯門必須保證增益的絕對值大於1,這是數字邏輯門的基本要求,否則數位電路將無法正常工作。

因此實際上分析題主的電路圖,其電壓增益<1,顯然是不符合數位電路中邏輯門的要求,因此這個電路實際上是不會應用在數字邏輯中的。

另外題主說的NMOS具有和NPN管類似的特性,PMOS具有和PNP管類似的特性,是大致正確的。

但問題來了,數字邏輯(例如微控制器)的推挽輸出又是什麼意思呢?

我們來看CMOS邏輯中最常見的"推挽"電路:

這是CMOS邏輯中的反相器,也是微控制器等數字IC的IO口推挽輸出電路,其中PMOS在上,NMOS在下。

沒錯,這個圖中P管N管的擺放位置是和之前的三極體模擬「推挽」電路完全相反的。

這個電路中利用了NMOS的強下拉能力和PMOS的強上拉能力,可以在中間狀態達到較大的增益值,不過這個增益是負的,也是CMOS邏輯是反向邏輯的原因。

2樓:

我來硬著頭皮答一下:

我覺得題主的迷惑是從「推挽輸出」的『輸出』引起的。從電流的流向看,其實這種說法並不完全準確。我覺得「推挽模式」這種叫法應該更好些。

所以以下我都用」推挽模式「這個名字好了。

IO工作在推挽模式下,流經該IO電流的電流有兩種方向,即 :

拉電流(sourcing current)和灌電流(sink current)。

說句通俗易懂的,拉電流就是IO對外輸出電流,灌電流就是IO從外部吸取電流。這個含義在英文名字裡特別容易就區分開了。(不知道為啥中文就翻譯成這個,灌還好理解,由高往低傾瀉嘛,但是這個拉我就百思不得其解了,括弧裡的話並不重要)。

因此我說推挽輸出這種叫法並不準確。

現在回歸到問題,問題一:

1.上圖中,Q3的vc接正壓,Q4的vc接負壓,負載輸出後接地,但在微控制器中只有接電源正壓,微控制器的內部的v-怎麼供電?

2.微控制器輸入的都是1/0的高低電平,如果vin輸入正壓的話,Q3導通,vin為低電平的時候,怎樣讓Q4導通呢?

需要指出的是,題主這張圖的Q4無法導通,因為Q4的導通需要從負載吸取電流!

即,當Vin為低電平時,需要外部負載提供輸入電流來完成Q4的開啟。

如果把該圖的負載從電阻換成電容,這個電流的問題以及下臂開啟的問題就迎刃而解啦,如下圖:

來看看C1兩端電壓的波形,也正好和Vbe配套,是不是棒棒噠!

敲黑板,重點來啦:推挽模式的IO口不能孤立分析,要和所驅動的負載聯絡起來,否則沒有電流迴路滴。

另:圖二還是沒看懂,q2沒有柵極和漏極的負壓差,怎麼導通的呢?

需要指出的是,不論是PMOS還是NMOS,其開啟條件是判斷的源門間電壓差,而不是源漏。以上。

3樓:喵茉奈

嘗試理解這個問題為「微控制器IO的推挽輸出模式是怎麼實現的」如果要用微控制器去控制圖中那樣的雙極性推挽的話求各路大神幫忙|*A`)

1.圖中的推挽輸出是雙極型的(相對於地電壓可正可負),而微控制器絕絕絕大多數的數字IO輸出範圍在IO口供電(很多內部連到VCC)電壓到地之間,推挽輸出的電壓高電壓為VCC_IO,低電壓為VSS(地),不輸出對地負電壓,也不需要v-。

如果需要雙極性大概需要外接一些管子或者需要雙極性輸出的器件的地接乙個VCC_IO到VSS之間的電壓,這樣IO輸出相對於那個器件的地就有正有負了。(o▽)o

2.貌似有很多種方法,答主腦子突然只能想到乙個Σ(☉▽☉")

MOS管的開關條件中電壓是基極與襯底之間的電壓。而襯底和源極漏極是可以不連線在一起的。(兩個MOS管部分為推挽電路)

微控制器參考手冊中對GPIO的描述貌似也有類似的結構︿( ̄︶ ̄)︿

來自STC15F204EA手冊

以上gt;д<)逃)

4樓:天策

不知道誰邀的。

沒太了解問得是什麼。

感覺題主對電壓的了解有點問題。

電壓是相對值,不是絕對值。你把電壓最低的地方當成0電壓,那其他地方都是負電壓。

你把電壓中值當成0電壓,那就有正有負。

Q4是不是導通也是看柵極和另外源極漏極的相對電壓。

5樓:david fu

推挽輸出的IO口,這裡的V-就是GND,open collect 或者open drain門,就是。。。這個圖好表達一些。雖然我回答了這個問題,但是我從你的表述上來看,模擬電路你還有很多東西是模糊的。

順便提一句,這個是示意圖,表達的是原理,數位電路了解到這個份兒上足矣,實際正真模擬電路的實現,這裡兩個圖恐怕有N多PN結構。

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