【初心者向け】オープンコレクタのメリットについて解説します！

デジタル出力にはプッシュプルとオープンコレクタがあるよね。
オープンコレクタのメリットって何？

こんな疑問を解消します。

オープンコレクタ出力は、『NPNトランジスタをスイッチとして用いた出力方式』です。

 
そこで今回は、オープンコレクタのメリットについて解説していきます！
 

オープンコレクタ出力とは

オープンコレクタ出力は、『NPNトランジスタをスイッチとして用いた出力方式』です。

デジタル回路の出力でよく使用されており、設計初心者が最初に疑問に思う回路となります。

 
『回路構成・動作』については、下記で紹介してるため、ぜひご覧ください。
 
 
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オープンコレクタのメリット

オープンコレクタのメリットは、以下の3点となります。

 
では、1つずつ説明していきます。
 

メリット①：レベルシフトが容易

電源電圧が異なるICで入出力を行う場合、信号レベルの変換（レベルシフト）が必要です。

 
 
上図のように、5V系IC/3.3V系ICを例に考えてみましょう。

今回の例だと、5V系IC⇒3.3V系ICに信号出力する場合が該当します。

 
5V系IC⇒3.3V系ICに信号出力する際、『オープンコレクタだと外部電源を3.3Vにするだけでレベルシフト可能』です。

プッシュプルの場合、ICの電源電圧をそのまま出力してしまうため、レベルシフトには別途工夫が必要です。

メリット②：ワイヤードORが容易

ワイヤードORは、『複数のIC出力を接続してORロジック(負論理)を構成する手法』です。

 
しかし、オープンコレクタの場合は『IC-A：Hi出力、IC-B：Lo出力の場合でも、IC-A⇒IC-Bに電流が流れない』ため、ICの出力間でショートしません。

そのため、複数のICから同じICに出力する場合はオープンコレクタを使用します。

メリット③：小電力の負荷を直接駆動できる

一般的にプッシュプル出力よりも大きな電流を流せるため、『外部電源の電圧』や『プルアップ抵抗の定数』の変更により、流れる電流値を調整できます。

 
小電力の負荷としては、LED・リレー・ソレノイドなどが挙げられます。

外部電源や素子の変更だけで、容易にLEDなどを点灯できるのは便利ですね。

オープンコレクタのメリットまとめ

いかがでしたでしょうか。

電子回路設計者にとって『オープンコレクタは必須の知識』です。

オープンコレクタのメリットを理解し、うまく活用しましょう。

この記事が、皆様のお役に立てば幸いです。

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