一、集电极开路输出的原理

简单的原理如下图所示,导通时,集电极输出低电平;三极管关断时,集电极输出悬空,因此该电路在工作时需要外接负载和电源。只要电阻的阻值和电源电压的数值选择得当,就能够做到既保证输出的高、低电平符合要求,输出端三极管的负载又不过大。
集电极开路输出的原理图

二、两类集电极开路输出

集电极开路输出是以输出电路的发射极作为公共端,并且集电极悬空的输出电路。一般分为NPN集电极开路输出(见图1)和PNP集电极开路输出(见图2)。
1、NPN型三极管
由三块半导体构成,其中两块N型和一块P型半导体组成,P型半导体在中间,两块N型半导体在两侧。三极管是电子电路中最重要的器件,它最主要的功能是电流 放大和作用。
NPN 是用 B→E 的电流(IB)控制 C→E 的电流(IC),E极电位最低,且正常放大时通常C极电位最高,即VC 》 VB 》 VE。
2、PNP型三极管
由2块P型半导体中间夹着1块N型半导体所组成的三极管,所以称为PNP型三极管。也可以描述成,电流从发射极E流入的三极管。
PNP是用 E→B 的电流(IB)控制 E→C 的电流(IC),E极电位最高,且正常放大时通常C极电位最低, 即VC 《 VB 《 VE。

三、电压输出、互补输出和线性驱动输出之间的区别

1、电压输出是在集电极开路输出的电路基础上,在电源间和集电极之间接了一个上拉电阻,使得集电极和电源之间能有一个稳定的电压状态,见图3。
2、互补输出是输出上具备NPN和PNP两种输出管的输出电路。根据输出信号的[H]、[L],2个输出晶体管交互进行[ON]、[OFF]动作,比集电极开路输出的电路传输距离能稍远,也可与集电极开路输入机器(NPN、PNP)连接。输出电路见图4。
3、线性驱动输出是采用-422标准,用AM26LS31芯片应用于高速、长距离数据传输的输出模式。信号以差分形式输出,因此抗干扰能力更强。输出信号需专门能接收线性驱动输出的设备才能接收。输出电路见图5。