Выходы с открытым коллектором

Иногда требуется логически соединять выходы многих элементов. Например, для 20 выходов потребовалось бы проложить 20 проводов к элементу с 20 входами. Использование элементов с открытым коллектором позволяет обойти эту трудность. У подобного элемента выходным каскадом служит n‑p‑n транзистор, эмиттер которого соединен с землей (рис. 5.9).

Рис. 5.9. Реализация логической функции путем соединения выходов элементов с открытым коллектором

В отличие от обычных двухтактных выходных каскадов такие выходы можно соединять параллельно друг другу и подключать к общему коллекторному резистору.

Выходное напряжение принимает значение, соответствующее состоянию H, только в том случае, когда все выходы оказываются в состоянии H. В позитивной логике это равнозначно функции И. Вместе с тем выходное напряжение соответствует низкому уровню L, когда один или несколько выходов оказываются в состоянии L. Так реализуется функция ИЛИ в отрицательной логике. Поскольку подключения осуществляются с помощью внешнего монтажа, такие соединения называют «монтажным» И и «монтажным» ИЛИ. Выходы элементов характеризуются низким выходным сопротивлением только в состоянии L (логический нуль), поэтому их называют также схемами с низкоомным выходным активным нулем.

Недостаток применения выходов с открытым коллектором заключается в более медленном нарастании выходного напряжения по сравнению с двухтактным выходом, так как паразитные емкости могут заряжаться только через резистор RC.