Vishwas Vaidya
Выходы с открытым коллектором используются для передачи буферизованных цифровых сигналов по линиям связи. В жестких условиях эксплуатации, в которых работает, например, автомобильная электроника, линии данных с открытым коллектором должны быть защищены от случайного замыкания на положительную шину питания, которое мгновенно вывело бы транзистор из строя.
Использование последовательных ограничивающих резисторов для защиты выходов с открытым коллектором связано с трудноразрешимым противоречием. С одной стороны, использование маломощных высокоомных резисторов может создать такое падение напряжения на линии, при котором логические уровни не будут достигать требуемых порогов. С другой стороны, при установке более низкоомных резисторов, может потребоваться увеличить их мощность до нескольких ватт, чтобы без повреждения выдерживать продолжительное короткое замыкание. В автомобильных системах, где напряжение бортовой сети достигает 16 В, мощность последовательного резистора сопротивлением 100 Ом должна превышать 2.5 Вт.
 |
| При повышении напряжения на R2 приблизительно до 700 мВ, транзистор Q1 начинает ограничивать коллекторный ток выходного транзистора Q2, защищая его от короткого замыкания на положительную шину питания. |
| Надписи на схеме | |
| Internal signal input | Внутренний сигнальный вход |
| Buffered signal output | Буферизованный выход сигнала |
Простым добавлением транзистора и резистора эту дилемму можно преодолеть (см. рисунок). Резистор R2 отслеживает ток через выходной транзистор Q2. Когда напряжение на резисторе достигает примерно 700 мВ, открывается транзистор Q1 и забирает часть базового тока Q2. Таким образом коллекторный ток выходного транзистора ограничивается при замыкании выхода на положительную шину питания, и транзистор оказывается защищен в течение всего времени короткого замыкания. Величина R2 определяет пороговый уровень ограничения.
Сопротивление резистора R2 невелико, и не мешает выходному напряжению достигать уровня «лог. 0». К примеру, 75-омный резистор ограничивает ток через Q2, приблизительно, на уровне 10 мА. Это значит, что на R2 будет рассеиваться мощность 7.5 мВт, и стандартного резистора мощностью 0.125 Вт вполне достаточно для защиты выхода от продолжительного короткого замыкания.
