Kapan TIDAK menggunakan Driver Totem Pole?

Kapan tidak tepat menggunakan driver tiang totem saat mendesain sirkuit?

Yaitu. Jangan pernah menggunakan driver tiang totem saat ... atau driver tiang Totem tidak pernah digunakan untuk ...

Saat tidak menggunakan tiang totem:

1. Anda tidak dapat menggunakan tiang totem untuk AND kabel (sering disebut kabel OR, tetapi paling sering AND). Jika satu output tinggi dan lainnya rendah Anda mendapatkan pendek. Selalu gunakan kolektor terbuka / driver drain terbuka untuk kabel DAN.
2. Tiang totem TTL sangat asimetris: mereka hampir tidak dapat sumber arus, biasanya 0,4mA versus 16mA ketika tenggelam. Jadi jangan menggunakannya saat Anda perlu sumber dan tenggelam saat ini. Tiang totem CMOS lebih simetris, dan tidak menderita karenanya.
3. $V_{CC}$
4. $V_{DD}$ . Saya kira itu ada hubungannya dengan proses tegangan rendah, tetapi itu menghilangkan fitur saluran terbuka yang paling menarik.

Ringkasan:*

• Driver atau output tiang totem cepat dan relatif "kuat" saat beralih ke kedua arah dibandingkan dengan tahap resistor pasif atau sumber arus atau kolektor yang terbuka.

• Pengaturan tiang totem tidak cocok untuk sejajar dengan penyelam lain untuk membuat tahap "kabel OR" - yang dapat berguna dalam beberapa aplikasi.

• Penggerak tiang totem berganti "antara rel pasokannya" sehingga tidak dapat menggerakkan beban yang terhubung pada satu ujung ke tegangan di luar rel pasokan - seperti yang diperlukan dalam beberapa aplikasi.

  * - Poin dalam ringkasan ini sudah dibahas di bawah ini. Tidak ada yang baru ditambahkan.

Penggerak tiang totem atau tingkat keluaran adalah istilah longgar yang digunakan untuk berarti bahwa keluaran didorong secara aktif baik ke arah tinggi dan rendah.

Output tiang totem dapat berupa NPN / PNP atau N Channel / P Channel "pasangan komplementer" atau, seperti halnya di banyak perangkat logika TTL, dua perangkat dengan polaritas yang sama ditumpuk satu sama lain. Pengaturan ini telah menjadi sangat umum sehingga sering kali apa yang dibayangkan ketika istilah "tiang totem" digunakan, meskipun pasangan pelengkap dapat melayani tujuan yang sama. Istilah awalnya digunakan dalam desain katup termionik pra transistor di mana dua tahap ditempatkan secara seri dengan cara yang sama. Karena tidak ada Valve yang setara dengan transistor PNP, desain pasangan pelengkap tidak dimungkinkan.

Lihat diagram di bawah ini - output tiang totem klasik dengan driver dengan polaritas yang sama di atas dan bawah. Ini biasanya apa yang tersirat oleh istilah tersebut.

Lihat diagram di bawah ini - dua untuk harga satu. Q1 & Q4 adalah driver tiang totem klasik. Q2 & Q3 membentuk pasangan output push-pull komplementer - lebih jarang tersirat oleh terminologi tiang totm.

Dari sini

Alternatif untuk tahap tiang totem adalah -

• Pullup pasif (atau pull-down) di mana resistor digunakan untuk memberikan drive dalam satu arah dan "ditarik" ke arah lain oleh perangkat aktif.

• Drive "kolektor terbuka" di mana ada perangkat aktif "menarik" di satu arah dan tidak ada yang menarik di yang lain. Hal ini memungkinkan pengguna untuk menambahkan "pullup" mereka sendiri yang merupakan "load fopr driver aktif, dan / atau untuk menghubungkan sejumlah tahapan tersebut secara paralel dengan satu beban tunggal yang dibagikan oleh semua.

• Penarikan sumber saat ini. Ini seperti menggunakan pullup resistif pasif tetapi memiliki karakteristik yang agak berbeda.

Tiang totem

• Menyediakan drive yang aktif dan sangat terkontrol serta berpotensi tingkat tinggi dan cepat di kedua arah.

• Harus dirancang untuk menghindari arus "tembusan" berlebihan saat kedua driver aktif sekaligus. Apakah ini masalah sangat tergantung pada aplikasi dan desain.

• Apakah "selalu aktif" baik menarik ke atas atau menarik ke bawah atau sedikit keduanya.

• Beralih di antara rel catu chip (misalnya Vdd dan Ground) sehingga tidak memungkinkan beban dialihkan pada tegangan di atas rel catu.

Desain tiang non totem dari salah satu dari 3 jenis utama memiliki berbagai pro dan kontra.

• Tiang totem cenderung lebih cepat berpindah.

• Tiang totem tidak mudah diparalel dengan perangkat lain yang serupa untuk membuat pengaturan 'kabel ATAU ". Hai dan driver rendah saling bertarung. Perangkat kolektor opn melakukan pekerjaan yang jauh lebih baik dari ini. Perangkat dengan sumber internal R atau saat ini dapat dikombinasikan dengan keterbatasan.

• TP memiliki potensi masalah menembak - yang lain tidak.

• TP terbatas untuk berkendara di antara rel catu daya. Kolektor terbuka / sumber arus / resistor memungkinkan tegangan lebih besar dari IC stage Vdd untuk diaktifkan.

Jenis yang harus Anda gunakan tergantung pada tujuan desain.

• TP baik untuk output tunggal cepat ketika perhatian diambil tentang apa yang terjadi di kisaran menengah antara tinggi dan rendah.

• Kolektor terbuka jauh lebih baik untuk sejajar. Resistor dan sumber arus (dengan sumber atau resistor di dalam IC) memungkinkan paralel dengan kompromi.

Umumnya melihat apa yang perlu dicapai membuat pilihan cukup jelas.

Poin utama dari driver tiang totem seperti yang digunakan dalam chip logika TTL asli adalah dengan menggunakan semua NPN transistor, tetapi masih menyediakan setidaknya beberapa tarikan aktif di setiap arah tinggi dan rendah. Karena perbedaan dalam mobilitas pembawa N dan P, transistor NPN dan PNP tidak pernah benar-benar simetris, dan ada keuntungan menggunakan NPN.

Dalam logika CMOS, driver saluran N dan P simetris dan desain driver benar-benar saling melengkapi (menurut definisi karena itulah singkatan dari C dalam CMOS). Karena sebagian besar logika diimplementasikan dengan FET daripada transistor bipolar saat ini, topologi driver output totem kutub tua dari logika TTL jarang digunakan lagi.

Beberapa pertimbangan lain tentang penggunaan tahap push-pull:

1. Kapasitansi input adalah salah satu dari dua transistor, jadi dalam teknologi MOS kecepatan tinggi Anda mungkin ingin menggunakan tahapan drainase terbuka untuk membagi dua kapasitansi input, atau arus input untuk tahapan TTL.

2. Beberapa bus seperti I²C menggunakan driver kolektor terbuka (open-drain) untuk memungkinkan perangkat apa pun mengendalikan bus dengan menarik garis rendah. Pada dasarnya menggunakan prinsip OR kabel.

3. Ini adalah efek kecil, tetapi dengan tahap push-pull Anda mungkin memiliki waktu di mana kedua transistor melakukan, menciptakan jalur langsung ke ground. Pada driver resistor-transistor arus ini akan dibatasi oleh resistor.