Open-Collector (or Open-Drain) Output¶

Open-Collector¶

Totem-Pole Output과 달리,
Open-Collector (or Open-Drain) Output은 여러 개를 같이 연결(hook)할 수 있다는 장점을 가짐.

open-collector_output

왼쪽에 보이는 2개의 경우가 Pull-Up Resistor가 없는 경우로 1을 출력하지 못함을 보여줌.
- Floating (or Hi-Z) 상태에서 output을 오실로스코프의 probe로 찍을 경우,
- 아무런 Voltage가 나오지를 않는데, 이는 0V를 의미하는게 아닌 Probe를 허공에 대고 있는 것을 의미함.
- 도체가 공중에 떠있는 상태인 Floating은 Voltage를 정의할 수 없다.
오른쪽의 박스로 보이는 경우가 Pull-Up Resistor 가 있는 경우이며,
Open-Collector 라고 할 경우 대부분 이 경우를 말함.
- base에 0이 가해질 경우, Transistor는 끊긴 상태로 저항이 무한대이므로 대부분의 전압이 Transistor에 걸리므로 Output은 1에 해당하는 출력이 이루어짐.
- base에 1이 가해질 경우, Output은 gnd와 연결되어 0에 해당하는 출력이 이루어짐.

Totem-Pole Output보다 속도가 느림 (Pull-Up Resistor 가 낮을수록 속도가 빠르나, 이 경우 높은 전력소모가 발생.).
Pull-Up Resistor 의 도입은 또한 0을 출력할 때 전력을 소비하게 만듬 (낮은 Pull-Up Resistor 일수록 높은 Current가 흐르게 되어 전력 소모가 커짐)

base가 0일 때, collector (or drain) 의 출력이 Floating이 아닌 1이 되도록, collector를 High Voltage (\(V_\text{CC}\) or \(V_\text{DD}\))에 연결해주는 Resistor(저항)
참고로 Ground에 연결하는 Resistor는 Pull-Down이라고 부름.
base가 1인 경우, output은 Ground와 연결되며 0이 출력되게 됨.
단, Transistor가 Close되어도 미세한 저항이 있기 때문에, Pull-Up Resistor에 의해 결정되는 Current가 흐르게 되어 전력소모가 발생함.

Open-Collector Output 여러 개를 연결할 경우, 일종의 AND Gate로 묶은 출력이라고 생각할 수 있음.

wired-and

위 그림의 왼쪽의 Open-Collector Output 중 하나라도 0인 경우, 해당 Transistor는 Close가 되어 \(V_\text{CC}\)와 Ground 간에 Circuit 이 생성되고, Output 은 0이 출력됨.
연결된 Open-Collector Output 모두가 1인 경우에만, 이들이 연결된 이후의 출력단이 1을 가지게 됨.
즉, 일종의 AND Gate에 묶인 것과 같고 이를 Wired-AND라고 부름.