推挽输出电路工作原理以及注意事项(推拉输出电路) (推挽输出的工作方式)

推挽输出又叫推拉输出，是最常见的输出配置了，正如它的名字那样，推拉输出能够驱动输出两种电平。一种是拉接到地（从负载灌入电流），另一个被推到电源电压（输出电流到负载）。推挽输出可以使用一对开关来实现。在集成电路中一般使用两个晶体管搭建。在下图中，我们可以看到使用PMOS和NMOS晶体管构建推挽输出配置。左侧显示的是推阶段的电路状态，右侧显示的是拉阶段的电路状态。1.推挽电路工作原理

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推动阶段——当连接到晶体管栅极的内部信号设置为低电平时，PMOS晶体管被激活，电流从VDD流经它到输出引脚，NMOS晶体管处于非活动状态（开路）且不导通。拉动阶段——当连接到晶体管栅极的内部信号设置为高电平时，NMOS晶体管被激活（关闭）并且电流开始从输出引脚流过它到GND。同时，PMOS晶体管处于非活动状态（开路）并且不传导电流。这种类型的输出不允许在总线配置中将多个设备连接在一起，推挽配置最常用于具有单向通信线上（线路上的信号传输仅在单一方向，比如SPI、UART等）。2.电路应用注意事项推挽输出在生成的输出数字信号的斜率方面提供了更好的性能，现在很多IC甚至可以配置信号上升或者下降的斜率，从而允许我们在传输速度和EMI方面找到最佳的平衡点。上升沿斜率——上拉电阻与线路的固有电容相结合，形成一个低通滤波器。从而我们可以根据电阻器的值和线路的电容来调整上升沿斜率，上升沿的斜率与下降沿的斜率可能存在明显差异。一般来说下降沿更尖锐，因为它是使用具有非常低内阻的晶体管实现的。而上升沿是由上拉电阻形成的，前面提到的低通滤波效果更加明显。

图1开漏输出产生的方波信号边沿功耗和噪声干扰——在选择上拉电阻值时我们需要权衡。当线路上的设备驱动输出低电平时，它会导致较高的电流流过较低值的上拉电阻，这会增加功耗的问题。但是，选择较高值的电阻器会反过来导致流过电阻器的电流较低，这将使线路上的外部干扰（噪声）更容易影响信号状态。应该注意的是，在很多MCU中，配置为推挽的输出引脚在大多数情况下可以动态重新配置为输入，这是通过关闭两个晶体管来实现的，从而在线路上实现高阻抗状态。然后可以从其他外部设备采集输入信号。