текущий источник, текущий тонущий

Я студент, изучающий электронику, и у меня возникают проблемы с пониманием концепции, которая стоит за текущим источником и текущим погружением. Мы рассмотрели это в лаборатории, используя 7404, светодиод и все такое. Просто возникают проблемы с интуитивным пониманием того, что именно происходит.

Если кто-то может попытаться объяснить, это будет с благодарностью.

Просто чтобы быть уверенным, я понимаю, что это за процесс, с точки зрения протекания тока и от входа к выходу и наоборот. Просто не понимаю, почему одно предпочтительнее другого, и как оно связано с плавающим входом Hi или почему я не хочу иметь плавающий Hi.

Вклад будет принята с благодарностью.

Благодарность!

короткая версия: источники тока соединяют вещи с Vcc, а приемники тока соединяют их с землей.

более длинная версия: ниже приводится практическое объяснение источников / приемников тока, используемых в микроконтроллерах и логике TTL. Для более теоретического описания, см. Страницу Wikipedia на текущий источник .

Некоторые устройства очень хороши в создании соединения с землей. (или любое другое низкое напряжение в системе, например, 0 В). Другие устройства очень хороши в создании соединения с Vcc. (или какое-либо самое высокое напряжение в системе, например, + 5 В)

Те устройства, которые хорошо подключаются к земле, называются токоподводами; те, кто хорошо подключается к Vcc, называются источниками тока. До недавнего времени (последнее десятилетие или около того) было необычно, чтобы интегральные схемы были хороши в обоих случаях. Большинство были хорошими в том, чтобы быть текущими поглотителями, но были ужасны в том, чтобы быть текущими источниками. Таким образом, многие схемы были спроектированы таким образом, чтобы все, что нужно было сделать микросхеме, - это подключиться к заземлению, чтобы схема работала. Многие микросхемы по-прежнему обладают асимметричным током и лучше переключаются на землю, чем на Vcc.

Для меня хороший пример источника тока и тока, так как это стандартная конфигурация переключателя PNP и NPN-транзистора. PNP - хороший источник тока: вы почти всегда подключаете его излучатель к Vcc, и он включает / выключает его. NPN - хороший приемник тока: его излучатель почти всегда подключен к земле и включает / выключает заземление.

Почему вы выбираете одно из другого, часто зависит от возможностей доступных вам деталей. Например, светодиод RGB часто относится к типу «общего анода», где анод (положительный вывод) подключен ко всем трем светодиодным элементам, поэтому для включения элемента необходимо подключить его провод к земле. Для этого вы можете использовать три контакта на микроконтроллере (или три NPN-транзистора), и они будут действовать как приемники тока.

Транзисторы похожи на водяные клапаны. Они могут либо блокировать поток воды, либо пропускать поток воды через них.

Источники тока и приемники тока имеют эти клапаны на выходе, чтобы либо блокировать ток, либо пропускать ток от внешних устройств. Разница проста:

• Текущий слив имеет клапан, который внутренне соединяется с низким давлением
• Источник тока имеет клапан, который внутренне соединяется с высоким давлением

Если вы подключите текущий приемник к компоненту, который подключен к низкому давлению, ничего не произойдет. Обе стороны находятся под одинаковым давлением, поэтому не имеет значения, открыт клапан или закрыт, ток не будет течь.

$\Omega$

$\Omega$
$V_{CC}$

Добавление к ответу todbot. Причина, по которой вы видите, что при падении тока лучше думать не была произвольной, физически транзистор на один шаг быстрее, чем при старых процессах. Я также считаю, что подвижность электронов выше, но это, пожалуй, слишком большая физика устройства. -Максимум

Если ваш выход либо потребляет ток, либо ослабевает, это означает, что устройство активно пытается подвести напряжение на этом выходе к одной из шин питания; положительный запас при поиске, земля / возврат при погружении. То есть, что выход имеет низкий импеданс относительно одной из линий питания.

Плавающая линия - это линия с высоким сопротивлением для системы питания / заземления. Плавающие входы могут вести себя как маленькие антенны и воспринимать случайный шум из вашей схемы. Вот почему неиспользуемые входы должны быть подключены к + V или заземлению. В любом случае, большинство входов имеют высокий импеданс.

Если вы подключаете стандартные выходы CMOS к входам следующих устройств, вам не о чем беспокоиться, так как выходной каскад CMOS будет жестко переключен на вход следующего устройства на один или другие логические уровни. Выходной каскад имеет два транзистора, один из которых может подвести выход на шину + V, а другой - на землю.

Однако проблема, с которой вы можете столкнуться, заключается в том, что у вас есть выходной каскад с открытым коллектором (OC) или с открытым стоком (OD). Эти устройства, в основном, имеют возможность выдвигать выход на землю. Когда на выходе низкий логический уровень, ноль вольт, вход следующего устройства будет удерживаться на земле, поскольку выход поглотит ток. Но когда на выходе должна быть логическая «1», выходной транзистор отключается, оставляя вас с ... плавающим входом. Таким образом, при таком типе подключения вы обычно видите подтягивающий резистор, чтобы гарантировать, что напряжение на входе не будет колебаться в зависимости от того, что EMI находится под рукой. Значение резистора, как правило, ближе к меньшему концу того, что вы можете избежать, чтобы не перегружать возможности потребления тока на выходе OC / OD.

Другая распространенная ситуация - выходы с тремя состояниями. Это устройства, которые имеют два выходных каскада транзистора, поэтому они могут управлять логическими уровнями «0» или «1» без помощи подтягивающего резистора, но внутри устройства есть элементы управления, которые могут отключать ОБА выходные транзисторы, что приводит к выходное условие 'hi-Z'. Если вы подключаете один выход с тремя состояниями к одному входу, и условия позволяют выходу переходить в режим трех состояний, вы получаете другой случай плавающего входа. В этих условиях вы, вероятно, увидите и подтягивающий резистор по тем же причинам, что и для устройства OC. Тем не менее, трехпозиционные выходы чаще всего наблюдаются в «шинных» ситуациях, когда одно из нескольких устройств устанавливает логический уровень, а все остальные находятся в состоянии hi-Z. Изучите схему и там