拉电流、灌电流

电器工程 引领 当前的 采购 下沉
2022-01-13 11:30:46

我是一名学习电子产品的学生,我无法理解电流源和电流吸收背后的概念。我们已经在实验室中使用 7404 和 LED 等进行了介绍。只是无法直观地了解到底发生了什么。

如果有人能解释一下,将不胜感激。

可以肯定的是,我了解流程是什么,就电流流动以及从输入到输出,反之亦然。只是不明白为什么一个比另一个更受欢迎,以及它与浮动 Hi 输入有什么关系,或者为什么我不想有一个浮动 Hi。

输入将不胜感激。

谢谢!

4个回答

简短版本:电流源将事物连接到 Vcc,电流接收器将它们连接到地。

更长的版本:以下是微控制器和 TTL 逻辑中使用的电流源/接收器的实用说明。有关更理论的描述,请参阅当前来源的 Wikipedia 页面

有些设备非常擅长建立接地连接。(或系统中的最低电压,例如 0V)其他设备非常擅长创建与 Vcc 的连接。(或系统中的最高电压,例如 +5V)

那些接地良好的设备称为电流吸收器;善于接Vcc的称为电流源。直到最近(过去十年左右),集成电路都擅长两者兼备是不寻常的。大多数人擅长成为电流接收器,但不擅长成为电流源。因此,设计了很多电路,因此芯片所要做的就是接地以使电路发挥作用。许多芯片仍然具有不对称的电流驱动能力,并且与切换到 Vcc 相比,切换到地的功能更好。

对我来说,电流源和电流的一个很好的例子是 PNP 和 NPN 晶体管的标准“开关”配置。PNP 是一个很好的电流源:您几乎总是将它的发射极连接到 Vcc,然后它会打开/关闭它。NPN 是一个很好的电流吸收器:它的发射极几乎总是接地,它会打开/关闭接地连接。

为什么您选择其中一个通常取决于您可用的部件的功能。例如,RGB LED 通常是“共阳极”类型,其中阳极(正极引线)连接在所有三个 LED 元件上,因此要打开一个元件,您需要将其引线接地。您可以使用微控制器上的三个引脚(或三个 NPN 晶体管)来执行此操作,它们将充当电流吸收器。

晶体管就像水阀。它们既可以阻挡水流,也可以让水流通过它们。

电流源和电流吸收器在输出端都有这些阀门,以阻止电流或允许来自外部设备的电流。区别很简单:

  • 电流吸收器有一个内部连接到低压的阀门
  • 电流源有一个内部连接到高压的阀门

如果您将电流吸收器连接到连接到低压的组件,则不会发生任何事情。两侧压力相同,因此无论阀门是打开还是关闭,都不会有电流流动。

在此处输入图像描述

首先,浮动输入在 TTL 中,浮动输入与高电平相同,而且还不错,就像在 CMOS 中一样。如果您将输入悬空或使其变为高电平,则第二个晶体管将通过输入晶体管的基极-集电极结获得电流,因此第二个晶体管将导通,并在 1k\$\Omega\$ 电阻上产生电压降,这在转将导致较低的输出晶体管将输出拉低。所以它确实是一个逆变器。

输出配置称为图腾柱这是一种推挽式,但有所不同:它使用两个 NPN 晶体管代替互补的 NPN-PNP 对,而二极管是 130\$\Omega\$ 电阻使其更加不对称。
因此,TTL 图腾柱将能够吸收比它可以提供的电流更多的电流,通常为 16mA 与 0.4mA。因此,如果您想使用 TTL 控制 LED,您需要通过电阻将 LED 的阳极连接到 \$V_{CC}\$ 并吸收电流。

添加到 todbot 的答案。您看到在电流吸收方面认为更好的原因并不是随意的,晶体管在物理上比旧工艺快了一步。我也相信它的电子迁移率更高,但这可能有点过多的设备物理学。-最大限度