[반도체소자] 오픈 컬렉터(open collector) 출력

 

오픈 컬렉터(open collector) 출력이란?

트랜지스터의 컬렉터 혹은 드레인이 개방된 형태의 구조의 출력 회로로

트랜지스터가 BJT인 경우에는 오픈 컬렉터라고 하고

MOS FET인 경우에는 오픈 드레인이라고 합니다.

 

아래 회로를 보시면 이해하기 쉬우실텐데요

(MOS FET이므로 오픈드레인이지만 트랜지스터가 BJT일경우 오픈컬렉터와 동일함으로 그냥 설명 합니다)

 

 

두 개의 트랜지스터가 아래 위로 쌓여있는 토템폴 (totem pole) 출력과 달리 오픈 드레인 출력은

하나의 트랜지스터만으로 만들어져 있고 그 트랜지스터의 한 핀이 출력으로 직접 나와있습니다.

 

가장 큰 특징이라면 "오픈 컬렉터(드레인)출력은 스스로 논리 ‘1’을 출력할 수 없다" 입니다.
Q2가 on 상태가 되면 출력 핀은 Q2를 통해 GND에 바로 연결되므로 논리 ‘0’이 됩니다.

 

그러나 Q2가 OFF 상태가 되면 아래 회로와 같이 회로적으로 오픈 상태가 되는데

이것은 도체를 공중에 띄워 둔 것과 같은 상황으로 이 상태에서는 전압이 정의되지 않습니다.

 

 

 

우리는 이런 상태를 플로우팅 (floating) 상태 또는 하이 임피던스 (high impedance, hi-Z) 상태라고 부름니다.

그럼 이런 구조에서 논리 ‘1’을 얻기 위해서는 어떻게 해야 할까요?

 

이를 위해 필요한 것이 풀업 (pull-up) 저항입니다.
 

 

출력과 전원 사이에 저항을 연결하면 Q2가 ON 될 때 출력 핀은 저항을 통해서 전원에 연결되므로

출력 전압은 VDD가 됩니다. 상당히 유용한 회로지만 장단점이 잇겠죠?

 

 

참조 : http://forum.falinux.com/zbxe/?mid=hardware&page=3&document_srl=565526