pozyskiwanie prądu, tonięcie prądu

Jestem studentem studiującym elektronikę i mam problem ze zrozumieniem koncepcji związanej z bieżącym pozyskiwaniem i opadaniem prądu. Omówiliśmy to w laboratorium za pomocą 7404 i diody LED i tak dalej. Trudności z intuicyjnym zrozumieniem, co się właściwie dzieje.

Byłoby to bardzo mile widziane, gdyby ktokolwiek potrafił wyjaśnić swoje wyjaśnienia.

Dla pewności rozumiem, co to za proces, pod względem przepływu prądu i od wejścia do wyjścia i odwrotnie. Po prostu nie rozumiem, dlaczego jedno jest lepsze od drugiego i co to ma wspólnego z pływającym wejściem Hi lub dlaczego nie chciałbym mieć pływającego wejścia Hi.

Wkład byłby bardzo mile widziany.

Dzięki!

krótka wersja: obecne źródła łączą rzeczy z Vcc, bieżące odbiorniki łączą je z ziemią.

dłuższa wersja: Poniżej znajduje się praktyczne wyjaśnienie źródeł / odbiorników prądu stosowanych w mikrokontrolerach i logice TTL. Bardziej teoretyczny opis znajduje się na stronie Wikipedii w bieżącym źródle .

Niektóre urządzenia są bardzo dobre w tworzeniu połączenia z uziemieniem. (lub niezależnie od najniższego napięcia w systemie, np. 0 V) ​​Inne urządzenia są bardzo dobre w tworzeniu połączenia z Vcc. (lub cokolwiek to jest najwyższe napięcie w systemie, np. + 5 V)

Te urządzenia, które dobrze łączą się z ziemią, nazywane są odbiornikami prądu; ci, którzy dobrze łączą się z Vcc, nazywani są źródłami prądu. Do niedawna (przez ostatnią dekadę) układy scalone były czymś niezwykłym. Większość z nich była dobra w byciu bieżącymi odbiornikami, ale była okropna w byciu źródłami prądu. Tak więc na wielu obwodach zaprojektowano układ, więc wszystko, co musiał zrobić, to podłączyć się do uziemienia, aby obwód mógł wykonać swoje zadanie. Wiele układów nadal ma asymetryczną zdolność sterowania prądem i lepiej przełącza się na uziemienie niż na Vcc.

Dla mnie dobry przykład źródła prądu i prądu, ponieważ są one standardową konfiguracją „przełączającą” tranzystora PNP i NPN. PNP jest dobrym źródłem prądu: prawie zawsze podłączasz jego emiter do Vcc i włącza / wyłącza. NPN jest dobrym odbiornikiem prądu: jego emiter jest prawie zawsze podłączony do uziemienia i włącza / wyłącza połączenie uziemienia.

To, dlaczego wybierasz jedną z drugiej, często zależy od możliwości dostępnych części. Na przykład dioda RGB jest często typu „wspólna anoda”, w której anoda (przewód dodatni) jest podłączona do wszystkich trzech elementów LED, więc aby włączyć element, należy podłączyć jego przewód do uziemienia. W tym celu możesz użyć trzech pinów mikrokontrolera (lub trzech tranzystorów NPN), które działałyby jak odbiorniki prądu.

Tranzystory są jak zawory wodne. Mogą albo blokować przepływ wody, albo przepuszczać przepływ wody.

Zarówno źródła prądu, jak i odbiorniki prądu mają te zawory na wyjściu, które blokują prąd lub umożliwiają przepływ prądu z urządzeń zewnętrznych. Różnica jest prosta:

• Umywalka prądowa ma zawór, który wewnętrznie łączy się z niskim ciśnieniem
• Źródło prądu ma zawór, który wewnętrznie łączy się z wysokim ciśnieniem

Jeśli podłączysz odbiornik prądu do elementu podłączonego do niskiego ciśnienia, nic się nie wydarzy. Obie strony są pod tym samym ciśnieniem, więc nie ma znaczenia, czy zawór jest otwarty, czy zamknięty, nie przepłynie prąd.

$\Omega$ rezystorze , co z kolei spowoduje niższe tranzystor wyjściowy, aby obniżyć poziom wyjściowy. Więc rzeczywiście działa jako falownik.

$\Omega$
$V_{CC}$

Dodanie do odpowiedzi Todbota. Powód, dla którego widzisz, że lepiej jest myśleć o opadaniu prądu, nie był arbitralny, tranzystor jest fizycznie o jeden krok szybszy w przypadku starszych procesów. Wierzę również, że jego ruchliwość elektronów jest wyższa, ale to prawdopodobnie trochę za dużo fizyki urządzeń. -Maks

Jeśli twój sygnał wyjściowy albo pobiera prąd, albo go tonie, oznacza to, że urządzenie aktywnie próbuje doprowadzić napięcie na tym wyjściu do jednej z szyn zasilających; dodatnia podaż podczas pozyskiwania, ziemia / powrót podczas tonięcia. To znaczy, że wyjście ma niską impedancję w stosunku do jednej z linii zasilających.

Linia pływająca to taka, która ma wysoką impedancję dla układu zasilania / uziemienia. Pływające wejścia mogą zachowywać się trochę jak małe anteny i odbierać losowy szum z obwodu. Z tego powodu nieużywane wejścia należy albo podłączyć do + V, albo do masy. Zresztą większość wejść ma wysoką impedancję.

Jeśli podłączasz standardowe wyjścia CMOS do wejść kolejnych urządzeń, nie musisz się zbytnio przejmować, ponieważ stopień wyjściowy CMOS spowoduje, że wejście następnego urządzenia będzie mocno napędzane do jednego lub drugiego poziomu logicznego. Stopień wyjściowy ma dwa tranzystory, jeden, który może doprowadzić wyjście do szyny + V, drugi, który może przyciągnąć go do ziemi.

Problemem, który możesz napotkać, jest jednak posiadanie stopnia wyjściowego „otwarty kolektor” (OC) lub „otwarty odpływ” (OD). Urządzenia te mają w zasadzie jedynie zdolność do wyciągnięcia wyjścia do ziemi. Kiedy wyjście jest na poziomie logicznym niskim, zero woltów, wejście następnego urządzenia będzie utrzymywane na ziemi, gdy wyjście obniży prąd. Ale kiedy wyjście musi być logiczne „1”, tranzystor wyjściowy wyłącza się, pozostawiając… wejście płynne. Tak więc w przypadku tego rodzaju połączenia zwykle widzisz rezystor podciągający, aby upewnić się, że napięcie na wejściu nie porusza się w odpowiedzi na to, co ma pod ręką EMI. Wartość rezystora zwykle zbliża się do mniejszego końca tego, co można uciec, aby nie przytłoczyć możliwości pochłaniania prądu przez wyjście OC / OD.

Inną powszechną sytuacją są wyjścia „trójstanowe”. Są to urządzenia, które mają dwa stopnie wyjściowe tranzystora, dzięki czemu mogą sterować poziomami logicznymi „0” lub „1” bez pomocy rezystora podciągającego, ale wewnętrznie w urządzeniu znajdują się elementy sterujące, które mogą WYŁĄCZYĆ oba tranzystory wyjściowe, w wyniku czego warunek wyjściowy „hi-Z”. Jeśli podłączysz pojedyncze wyjście trójstanowe do jednego wejścia, a warunki pozwolą, aby wyjście przeszło w tryb trójstanowy, otrzymasz inny przypadek wejścia zmiennoprzecinkowego. Prawdopodobnie zobaczysz również rezystor podciągający w tych okolicznościach, z tych samych powodów, co w przypadku urządzenia OC. Jednak wyjścia trójstanowe są najczęściej widoczne w sytuacjach „magistrali”, w których jedno z kilku urządzeń potwierdza poziom logiczny, a wszystkie pozostałe znajdują się w stanie hi-Z. Sprawdź schemat i tam ”