오픈 드레인(Open Drain)란?

출력 트랜지스터의 드레인만 단자로 끌어내어 L 레벨만 능동적으로 출력하는 방식. H 레벨은 외부 풀업 저항으로 만들기 때문에 여러 출력을 1개의 선에 연결하거나 전원 전압이 다른 회로와 연결할 수 있다. I2C 버스 등에서 사용된다.

일본어 명칭: オープンドレイン

오픈 드레인(Open Drain)은(는) 임베디드 시스템과 펌웨어, 논리 회로, 데이터시트 읽는 법 등 4개 분야의 연습 문제 6개에 나와요.

분야: 데이터시트 읽는 법

도전해 보기: 오픈 드레인(Open Drain) 관련 문제

오픈 드레인 출력 회로를 여러 개, 풀업 저항이 있는 하나의 신호선에 연결했을 때의 동작으로 올바른 것은?

  1. A출력끼리 충돌하여 반드시 파손된다
  2. B어느 하나라도 0을 출력하면 선이 0이 되어 와이어드 AND로 동작한다
  3. C어느 하나라도 1을 출력하면 선이 1이 된다
정답과 해설 보기

정답: B. 어느 하나라도 0을 출력하면 선이 0이 되어 와이어드 AND로 동작한다

오픈 드레인 출력은 트랜지스터로 선을 그라운드로 끌어내리거나 분리하는 두 가지 상태이며, 1은 풀업 저항이 만듭니다. 어느 하나라도 0을 출력하면 선은 0이 되고 모두가 분리했을 때만 1이 되는 와이어드 AND로 동작하며, 출력끼리 충돌해도 파손되지 않습니다. I²C 버스나 인터럽트 선, 서로 다른 전원 전압 회로 사이의 레벨 변환에 사용됩니다. 상승은 풀업 저항과 배선 용량으로 결정되므로 느려집니다.

오픈 드레인 출력의 풀업 저항 값을 작게 했을 때의 변화로 올바른 것은 무엇입니까?

  1. A상승은 느려지지만, L을 출력할 때 흐르는 전류가 줄어 소비 전력이 낮아진다
  2. B상승은 빨라지지만, L을 출력할 때 흐르는 전류가 늘어 VOL도 올라가기 쉬워진다
  3. CH 레벨 전압이 풀업 대상 전원 전압보다 높아져, 수신 측 입력의 정격을 넘기 쉬워진다
정답과 해설 보기

정답: B. 상승은 빨라지지만, L을 출력할 때 흐르는 전류가 늘어 VOL도 올라가기 쉬워진다

오픈 드레인 출력의 H 레벨은 출력 트랜지스터가 오프일 때 풀업 저항이 신호선을 끌어올려 만듭니다. 상승 속도는 저항과 배선 용량의 시정수로 결정되며, 예를 들어 10 kΩ과 100 pF라면 1 µs입니다. 저항을 작게 하면 빨라지지만, L 출력 시에는 전원에서 저항을 거쳐 전류가 흐르며 3.3 V와 1 kΩ이라면 3.3 mA가 됩니다. 이 전류가 데이터시트의 IOL 조건을 넘으면 VOL이 규정값 안에 들어가지 않으므로, 양쪽을 모두 만족하는 값을 선택합니다.

해설 속 오픈 드레인(Open Drain)

오픈 드레인(Open Drain)이(가) 나오는 문제 (6)

  1. 오픈 드레인 출력 회로를 여러 개, 풀업 저항이 있는 하나의 신호선에 연결했을 때의 동작으로 올바른 것은?
  2. 오픈 드레인 출력의 풀업 저항 값을 작게 했을 때의 변화로 올바른 것은 무엇입니까?
  3. 컴퍼레이터(비교기)의 역할로 올바른 것은 무엇입니까?
  4. 마이크로컨트롤러의 GPIO(범용 입출력) 핀을 사용할 때 가장 먼저 설정해야 하는 것으로 올바른 것은 무엇입니까?
  5. I2C 통신의 특징으로 올바른 것은 무엇입니까?
  6. UART, SPI, I2C를 비교한 설명으로 올바른 것은 무엇입니까?

관련 용어

풀업 저항(Pull-up Resistor) I2C 인터럽트(Interrupt) 시정수 비교기(comparator) 연산 증폭기(Op-amp) 부귀환(negative feedback) 마이컴(마이크로컨트롤러) GPIO 가속도 센서

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