Quando NÃO usar drivers de totem?
Respostas:
Quando não usar totens:
- Você não pode usar totens para AND com fio (geralmente chamado OU com fio, mas na maioria das vezes são ANDs). Se uma saída é alta e a outra baixa, você recebe uma pequena. Sempre use coletores abertos / drivers de drenagem abertos para AND com fio.
- Os totens de pólos TTL são altamente assimétricos: dificilmente conseguem gerar corrente, normalmente 0,4 mA versus 16 mA quando afundam. Portanto, não use-os quando precisar de fonte e corrente de dissipação. Os totens do CMOS são mais simétricos e não sofrem com isso.
Resumo: *
Um driver ou saída de totem é rápido e relativamente "poderoso" ao alternar em qualquer direção, em comparação com os estágios do resistor passivo ou com a fonte de corrente ou os estágios carregados do coletor aberto.
Um arranjo de totem não é adequado para fazer paralelo com outros mergulhadores para fazer estágios "com fio OU" - o que pode ser útil em algumas aplicações.
Um driver de totem alterna "entre seus trilhos de suprimento" e, portanto, não pode conduzir cargas conectadas em uma extremidade a tensões externas aos trilhos de suprimento - como é necessário em algumas aplicações.
* - Os pontos deste resumo já estão cobertos abaixo. Nada de novo adicionado.
Um driver de totem ou estágio de saída é um termo genérico usado para significar que a saída é acionada ativamente nas direções alta e baixa.
Uma saída de pólo de totem pode ser um "par complementar" NPN / PNP ou N Channel / P Channel ou, como é o caso em muitos dispositivos lógicos TTL, dois dispositivos da mesma polaridade empilhados um sobre o outro. Esse arranjo tornou-se tão comum que muitas vezes é o que está previsto quando o termo "totem pole" é usado, mesmo que um par complementar possa servir aos mesmos propósitos. O termo foi originalmente usado em projetos de válvulas termiônicas pré-transistor onde dois estágios foram colocados em série da mesma maneira. Como não há válvula equivalente a um transistor PNP, não foram possíveis projetos de pares complementares.
Veja o diagrama abaixo - saída totem clássica com drivers de mesma polaridade na parte superior e inferior. Isso geralmente é o que está implícito no termo.
Veja o diagrama abaixo - dois pelo preço de um. Q1 e Q4 são um driver clássico de totem. Q2 e Q3 formam um par de saída push-pull complementar - menos comumente implícito na terminologia de pólo totm.
As alternativas para um estágio de totem são:
Um pullup passivo (ou pulldown) em que um resistor é usado para fornecer acionamento em uma direção e é "puxado" na outra direção por um dispositivo ativo.
Uma unidade de "coletor aberto" onde existe um dispositivo ativo "puxando" em uma direção e nada puxando na outra. Isso permite que os usuários adicionem seu próprio "pullup", que é a "carga do driver ativo, e / ou conectem vários desses estágios em paralelo com uma única carga compartilhada por todos.
Origem da fonte atual. É como usar uma tração passiva resistiva, mas tem características um pouco diferentes.
Um totem
Oferece acionamento ativo e rápido, de nível alto e potencialmente alto e rápido em ambas as direções.
Tem que ser projetado para evitar corrente excessiva (ou qualquer) "disparar" quando os dois drivers estão ligados ao mesmo tempo. Se esse é um problema depende muito do aplicativo e do design.
Está "sempre ativo", puxando para cima ou para baixo ou um pouco dos dois.
Alterna entre os trilhos de suprimento de chips (por exemplo, Vdd e o terra), para que não seja possível alternar as cargas nas tensões acima do trilho de suprimento.
Um design sem pólo de totem de um dos três principais tipos tem vários prós e contras.
O totem costuma ser mais rápido.
O totem não é facilmente comparado a outros dispositivos semelhantes para criar arranjos 'OR com fio'. Drivers altos e baixos lutam entre si. Os dispositivos coletores Opn fazem um trabalho muito melhor com isso. Dispositivos com R interno ou fontes atuais podem ser combinados com limitações.
TP tem potencial de tiro embora problemas - outros não.
O TP é limitado à movimentação entre os trilhos da fonte de alimentação. O coletor aberto / fonte de corrente / resistor permite que uma tensão maior que o estágio IC Vdd seja comutada.
O tipo que você deve usar depende dos objetivos do design.
O TP é bom para saída única rápida quando é tomado o devido cuidado com o que acontece na faixa intermediária entre alta e baixa.
Coletor aberto é muito melhor para paralelismo. O resistor e a fonte de corrente (com fontes ou resistor dentro do CI) permitem paralelo com compromissos.
Geralmente, uma olhada no que precisa ser alcançado torna a escolha razoavelmente clara.
O ponto principal dos drivers de totem, conforme usado nos chips lógicos TTL originais, era usar todos os transistores NPN, mas ainda assim fornecia pelo menos alguma força ativa em cada direção alta e baixa. Devido à diferença nas mobilidades de portadoras N e P, os transistores NPN e PNP nunca são verdadeiramente simétricos e houve vantagens em usar o NPN.
Na lógica do CMOS, os drivers de canal N e P são simétricos e os designs dos drivers são realmente complementares (por definição, já que é isso que C no CMOS significa). Como a maior parte da lógica é implementada com FETs em vez de transistores bipolares hoje em dia, a antiga topologia do driver de saída do totem da lógica TTL raramente é mais usada.
Alguma outra consideração sobre o uso dos estágios push-pull:
A capacitância de entrada é o um dos dois transistores, então em tecnologia MOS de alta velocidade que você pode querer usar estágios-dreno aberto para reduzir pela metade a capacitância de entrada, ou corrente de entrada para estágios TTL.
Alguns ônibus como o I²C usam drivers de coletor aberto (dreno aberto) para permitir que qualquer dispositivo assuma o controle do barramento puxando a linha para baixo. Basicamente, usa o princípio do OR com fio.
É um efeito menor, mas nos estágios push-pull, você pode ter um tempo em que ambos os transistores estão conduzindo, criando um caminho direto para o solo. Nos drivers resistor-transistor, esta corrente será limitada pelo resistor.