Kiedy NIE używać sterowników Totem Pole?
Odpowiedzi:
Kiedy nie używać biegunów totemowych:
- Nie można używać biegunów totemowych dla przewodowego AND (często nazywanego przewodowym OR, ale najczęściej są to AND). Jeśli jedno wyjście jest wysokie, a drugie niskie, otrzymujesz zwarcie. Zawsze używaj sterowników otwartego kolektora / otwartego odpływu dla kabli ORAZ.
- Słupy totemowe TTL są wysoce asymetryczne: z trudem mogą pobierać prąd, zwykle 0,4 mA w porównaniu do 16 mA podczas tonięcia. Dlatego nie używaj ich, gdy potrzebujesz zarówno źródła, jak i prądu. Tyczki biegunowe CMOS są bardziej symetryczne i nie cierpią z tego powodu.
Podsumowanie:*
Sterownik lub wyjście totemu jest szybkie i względnie „mocne” podczas przełączania w dowolnym kierunku w porównaniu do pasywnych stopni rezystorów lub stopni prądu źródła lub stopni obciążonych z otwartym kolektorem.
Rozmieszczenie biegunów totemu nie jest odpowiednie do równoległego łączenia z innymi nurkami w celu wykonania etapów „przewodowych LUB” - co może być przydatne w niektórych aplikacjach.
Sterownik totemu przełącza się „między szynami zasilającymi”, więc nie może napędzać obciążeń, które są podłączone na jednym końcu, do napięć poza szynami zasilającymi - jak jest to wymagane w niektórych aplikacjach.
* - Punkty w tym podsumowaniu zostały już omówione poniżej. Nic nowego.
Sterownik totemu lub stopień wyjściowy jest luźnym terminem używanym do oznaczenia, że moc wyjściowa jest aktywnie napędzana zarówno w kierunku wysokim, jak i niskim.
Wyjściowym biegunem totemu może być „para komplementarna” NPN / PNP lub N Channel / P Channel lub, jak ma to miejsce w wielu urządzeniach logicznych TTL, dwa urządzenia o tej samej polaryzacji ułożone jeden na drugim. To ustawienie stało się tak powszechne, że często jest to, co przewiduje się, gdy używa się terminu „biegun totemu”, nawet jeśli para komplementarna może służyć do tych samych celów. Termin pierwotnie był używany w konstrukcjach zaworów termionicznych przed tranzystorem, w których dwa stopnie ustawiono szeregowo w ten sam sposób. Ponieważ nie ma zaworów równoważnych z tranzystorem PNP, komplementarne konstrukcje par nie były możliwe.
Zobacz poniższy schemat - klasyczne wyjście totem-biegun ze sterownikami o tej samej polaryzacji na górze i na dole. Zazwyczaj jest to implikowane przez ten termin.
Zobacz poniższy schemat - dwa w cenie jednego. Q1 i Q4 są klasycznym sterownikiem totemu. Pytania 2 i 3 tworzą komplementarną parę wyjść push-pull - rzadziej implikowaną przez terminologię biegunów totm.
Alternatywami dla etapu totemu są:
Pasywne pullup (lub pulldown), w którym rezystor jest używany do zapewnienia napędu w jednym kierunku i jest „ciągnięty” w drugim kierunku przez aktywne urządzenie.
Napęd typu „otwarty kolektor”, w którym aktywne urządzenie „ciągnie” w jednym kierunku, a nic nie ciągnie w drugim. Pozwala to użytkownikom na dodanie własnego „pullupu”, który jest „obciążeniem dla aktywnego sterownika, i / lub połączenie szeregu takich etapów równolegle z jednym obciążeniem wspólnym dla wszystkich.
Pobieranie źródła prądu. To jest jak pasywne podciąganie rezystancyjne, ale ma nieco inne cechy.
Słup totemu
Zapewnia aktywny i tak kontrolowany oraz potencjalnie wysoki poziom i szybki napęd w obu kierunkach.
Musi być tak zaprojektowany, aby uniknąć nadmiernego (lub jakiegokolwiek) prądu „strzelającego”, gdy oba sterowniki są włączone jednocześnie. To, czy jest to problem, zależy w dużej mierze od zastosowania i projektu.
„Zawsze włączony” albo ciągnie w górę, albo w dół, albo trochę z obu.
Przełącza się między szynami zasilania chipów (powiedzmy Vdd i Ground), więc nie pozwala na przełączanie obciążeń przy napięciu powyżej szyny zasilania.
Konstrukcja słupa innego niż totem jednego z 3 głównych rodzajów ma różne zalety i wady.
Biegun totemowy zwykle przełącza się szybciej.
Słup totemu nie jest łatwo porównywany z innymi podobnymi urządzeniami, aby stworzyć układy „przewodowe OR”. Cześć i niskie sterowniki ze sobą walczą. Urządzenia kolektorów Opn wykonują to znacznie lepiej. Urządzenia z wewnętrznymi R lub źródłami prądu można łączyć z ograniczeniami.
TP ma potencjalne problemy ze strzelaniem - inni tego nie robią.
TP ogranicza się do jazdy między szynami zasilającymi. Otwarty kolektor / źródło prądu / rezystor umożliwiają przełączanie napięcia większego niż stopień IC Vdd.
Wybór typu zależy od celów projektowych.
TP nadaje się do szybkiego pojedynczego wyjścia, gdy należy zwrócić uwagę na to, co dzieje się w średnim zakresie między wysokim a niskim.
Otwarty kolektor jest znacznie lepszy do łączenia równoległego. Rezystor i źródło prądu (ze źródłami lub rezystorem w układzie scalonym) pozwalają na równoległe kompromisy.
Ogólnie rzecz biorąc, spojrzenie na to, co należy osiągnąć, sprawia, że wybór jest dość jasny.
Głównym punktem sterowników biegunów totemowych stosowanych w oryginalnych układach logicznych TTL było użycie wszystkich tranzystorów NPN, ale nadal zapewnianie co najmniej pewnego aktywnego przyciągania w każdym kierunku wysokim i niskim. Ze względu na różnicę w ruchliwościach nośnych N i P, tranzystory NPN i PNP nigdy nie są naprawdę symetryczne, a stosowanie NPN miało zalety.
W logice CMOS sterowniki kanałów N i P są symetryczne, a projekty sterowników są naprawdę komplementarne (z definicji, ponieważ to właśnie oznacza C w CMOS). Ponieważ obecnie większość logiki jest implementowana za pomocą tranzystorów FET zamiast tranzystorów bipolarnych, stara topologia sterowników wyjściowych biegunów totemowych logiki TTL jest już rzadko używana.
Kilka innych uwag na temat zastosowania stopni push-pull:
Pojemność wejściowa jest jednym z dwóch tranzystorów, a więc w szybkim technologii MOS ty może chcesz używać etapy otwartym spustowe do zmniejszenia o połowę pojemność wejściową lub prądu wejściowego dla etapów TTL.
Niektóre autobusy, takie jak I²C, używają sterowników typu otwarty kolektor (open-drain), aby umożliwić dowolnemu urządzeniu przejęcie kontroli nad magistralą poprzez pociągnięcie linii w dół. Zasadniczo wykorzystuje zasadę przewodowej OR.
Jest to niewielki efekt, ale przy stopniach push-pull możesz mieć czas, w którym oba tranzystory przewodzą, tworząc bezpośrednią ścieżkę do ziemi. W sterownikach rezystor-tranzystor ten prąd będzie ograniczony przez rezystor.