Quand NE PAS utiliser les pilotes Totem Pole?

Quand est-il inapproprié d'utiliser un pilote de totem lors de la conception d'un circuit?

C'est à dire. N'utilisez jamais de tourne-mâts totémiques lorsque ... ou les tourne-mâts totémiques ne sont jamais utilisés pour ...

Quand ne pas utiliser les mâts totémiques:

1. Vous ne pouvez pas utiliser de totems pour les ET câblés (souvent appelés OU câblés, mais le plus souvent ce sont des ET). Si une sortie est haute et l'autre basse, vous obtenez un court-circuit. Utilisez toujours des pilotes à collecteur ouvert / drain ouvert pour les ET câblés.
2. Les mâts totémiques TTL sont très asymétriques: ils peuvent difficilement générer du courant, généralement 0,4 mA contre 16 mA lors de la descente. Donc, ne les utilisez pas lorsque vous avez besoin à la fois de source et de courant descendant. Les mâts totémiques CMOS sont plus symétriques et n'en souffrent pas.
3. Lorsque la charge que vous conduisez dépasse , comme par exemple un relais de faible puissance qui nécessite +12 V sur une sortie TTL. Le courant de descente la sortie sera faible comme prévu, mais lorsque la sortie est élevée, il verra le + 12V, ce qui endommagera la pièce.$V_{CC}$
4. Lorsque l'entrée à laquelle vous vous connectez utilise une tension d'alimentation très différente. Si, par exemple, la sortie basculait entre 0 et + 1,5 V, elle ne serait pas directement utilisable comme entrée sur un système 15 V. En utilisant un collecteur ouvert, le pull-up peut être connecté au + 15V, et les niveaux de sortie seraient automatiquement selon ce système. Important: De nombreuses nouvelles familles de logique basse tension semblent avoir des diodes de serrage sur leurs sorties, même un drain ouvert, de sorte que vous ne pouvez pas aller au-delà de . Je suppose que cela a à voir avec le processus à basse tension, mais cela enlève la caractéristique la plus intéressante du drain ouvert.$V_{DD}$

Sommaire:*

• Un pilote ou une sortie de mât totémique est rapide et relativement "puissant" lors de la commutation dans les deux sens par rapport aux étages à résistance passive ou à la source de courant ou aux étages chargés à collecteur ouvert.

• Un agencement de mâts totémiques ne convient pas pour être mis en parallèle avec d'autres plongeurs pour réaliser des étages "câblés OU" - ce qui peut être utile dans certaines applications.

• Un pilote de totem commute «entre ses rails d'alimentation» et ne peut donc pas entraîner des charges connectées à une extrémité à des tensions extérieures aux rails d'alimentation - comme cela est requis dans certaines applications.

  * - Les points de ce résumé sont déjà couverts ci-dessous. Rien de nouveau ajouté.

Un pilote de totem ou un étage de sortie est un terme vague utilisé pour signifier que la sortie est entraînée activement dans les directions haute et basse.

Une sortie de mât totémique peut être une "paire complémentaire" NPN / PNP ou canal N / canal P ou, comme c'est le cas dans de nombreux dispositifs logiques TTL, deux dispositifs de même polarité empilés les uns sur les autres. Cette disposition est devenue si courante que c'est souvent ce qui est envisagé lorsque le terme «totem» est utilisé, même si une paire complémentaire peut servir les mêmes fins. Le terme était à l'origine utilisé dans les conceptions de soupape thermionique pré-transistor où deux étages étaient placés en série de la même manière. Comme il n'y a pas de valve équivalente à un transistor PNP, des conceptions de paires complémentaires n'étaient pas possibles.

Voir schéma ci-dessous - sortie totem-pôle classique avec pilotes de même polarité en haut et en bas. C'est généralement ce qu'implique le terme.

Voir le schéma ci-dessous - deux pour le prix d'un. Q1 & Q4 sont un pilote de totem classique. Les Q2 et Q3 forment une paire de sorties push-pull complémentaire - moins souvent impliquée par la terminologie des pôles totm.

D'ici

Les alternatives à un étage totémique sont:

• Un pullup passif (ou pulldown) où une résistance est utilisée pour fournir un entraînement dans une direction et est "tirée" dans l'autre direction par un dispositif actif.

• Un lecteur "à collecteur ouvert" où un dispositif actif "tire" dans un sens et rien ne tire dans l'autre. Cela permet aux utilisateurs d'ajouter leur propre "pullup" qui est la "charge pour le pilote actif, et / ou de connecter un certain nombre de ces étapes en parallèle avec une seule charge partagée par tous.

• Pullup source actuelle. C'est comme utiliser un pull-over résistif passif mais a des caractéristiques quelque peu différentes.

Un totem

• Fournit un entraînement actif et ainsi contrôlé et potentiellement de haut niveau et rapide dans les deux sens.

• Doit être conçu pour éviter un courant de tir excessif (ou tout autre) lorsque les deux pilotes sont allumés en même temps. Que ce soit un problème dépend grandement de l'application et de la conception.

• Est "toujours allumé" soit en tirant vers le haut ou en bas ou un peu des deux

• Bascule entre les rails d'alimentation sur puce (disons Vdd et Terre), ce qui ne permet pas de commuter les charges à des tensions supérieures au rail d'alimentation.

Une conception de mât non totémique de l'un des 3 types principaux présente divers avantages et inconvénients.

• Le mât totémique a tendance à être une commutation plus rapide.

• Le mât totémique n'est pas facilement mis en parallèle avec d'autres appareils similaires pour créer des arrangements "câblés OU". Les pilotes Hi et Low se combattent. Les appareils à collecteur Opn font un bien meilleur travail à ce sujet. Les appareils avec des R internes ou des sources de courant peuvent être combinés avec des limitations.

• TP a des problèmes potentiels, mais pas d'autres.

• TP est limité à la conduite entre les rails d'alimentation. Un collecteur ouvert / source de courant / résistance permet de commuter une tension supérieure à l'étage IC Vdd.

Le type que vous devez utiliser dépend des objectifs de conception.

• TP est bon pour une sortie simple rapide lorsque l'on prend soin de ce qui se passe dans la plage moyenne entre haut et bas.

• Le collecteur ouvert est bien meilleur pour la mise en parallèle. La résistance et la source de courant (avec des sources ou une résistance à l'intérieur du CI) permettent la mise en parallèle avec des compromis.

Généralement, un examen de ce qui doit être réalisé rend le choix raisonnablement clair.

Le point principal des pilotes de mâts totémiques tels qu'utilisés dans les puces logiques TTL d'origine était d'utiliser tous les transistors NPN, tout en fournissant au moins une certaine traction active dans chaque direction haute et basse. En raison de la différence de mobilité des porteurs N et P, les transistors NPN et PNP ne sont jamais vraiment symétriques et il y avait des avantages à utiliser NPN.

Dans la logique CMOS, les pilotes des canaux N et P sont symétriques et les conceptions des pilotes sont vraiment complémentaires (par définition, car c'est ce que signifie le C dans CMOS). Étant donné que la plupart des logiques sont implémentées avec des transistors FET au lieu de transistors bipolaires de nos jours, l'ancienne topologie du pilote de sortie de mât totémique de la logique TTL est rarement utilisée.

Quelques autres considérations sur l'utilisation des étages push-pull:

1. La capacité d'entrée est l'un des deux transistors, donc dans la technologie MOS à grande vitesse, vous pouvez utiliser des étages à drain ouvert pour diviser par deux la capacité d'entrée ou le courant d'entrée pour les étages TTL.

2. Certains bus comme I²C utilisent des pilotes à collecteur ouvert (drain ouvert) pour permettre à n'importe quel périphérique de prendre le contrôle du bus en tirant la ligne vers le bas. Il utilise essentiellement le principe du OU câblé.

3. C'est un effet mineur, mais avec les étages push-pull, vous pouvez avoir un temps dans lequel les deux transistors conduisent, créant un chemin direct vers la terre. Dans les pilotes de résistance-transistor, ce courant sera limité par la résistance.