push-pull

출력 핀이 High와 Low를 모두 능동적으로 구동하는 방식.

구조

        VCC
         │
      [P-MOS]  ← High 출력 시 켜짐 (전류를 밀어낸다, push)
         │
         ├──── 출력 핀
         │
      [N-MOS]  ← Low 출력 시 켜짐 (전류를 빨아들인다, pull)
         │
        GND

두 트랜지스터가 번갈아 켜진다. 둘 다 켜지면 전원이 단락되므로 절대 동시에 켜지지 않도록 설계된다.

open-drain과의 대비

	push-pull	open-drain
High 구동	능동적(P-MOS)	불가(풀업 저항이 만든다)
Low 구동	능동적	능동적
외부 풀업	불필요	필수
상승 속도	빠르다	느리다 (RC 시정수)
여러 출력 연결	금지(단락 위험)	가능(와이어드 AND)
레벨 변환	불가	가능(풀업 전압을 다르게)
소비 전류	스위칭 시에만	Low일 때 계속 흐름

언제 무엇을 쓰나

push-pull 을 쓰는 경우 ✅ LED, 버저 구동 ✅ SPI (SCLK, MOSI, CS) ✅ UART TX ✅ 빠른 상승이 필요한 신호 ✅ 1:1 연결

open-drain 을 쓰는 경우 ✅ I2C (SDA, SCL) — 규격상 필수 ✅ 인터럽트 라인 공유 (여러 장치가 하나의 INT 핀에) ✅ 레벨 변환 (3.3V MCU → 5V 장치) ✅ 릴레이·MOSFET 게이트 구동

여러 출력을 연결하면 안 되는 이유

장치 A가 High(P-MOS 켜짐, VCC 연결) 장치 B가 Low (N-MOS 켜짐, GND 연결)

VCC에서 GND로 트랜지스터 두 개를 통과하는 경로
큰 전류가 흐른다 → 발열 → 소자 파괴

"버스에 여러 마스터가 있으면 open-drain" 이 규칙이다.

슬루 레이트 제어

GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;      // 2MHz
                      // GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM   // 25MHz
                      // GPIO_SPEED_FREQ_HIGH     // 50MHz
                      // GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH// 100MHz

빠를수록 좋은 것이 아니다.

가파른 에지 = 넓은 주파수 성분 = EMI 방출 증가

- 링잉·오버슈트 증가
느린 에지 — = EMI 감소, 신호 무결성 향상
- - 하지만 고속 통신에는 부족

필요한 만큼만 빠르게 설정하는 것이 EMC 대책의 기본이다. LED 구동에 VERY_HIGH를 쓰면 불필요한 노이즈만 만든다.

전류 제한 — 반드시 확인

핀 하나당 최대 전류 : 보통 20~25mA

포트 전체 합계 — : 보통 100~150mA 칩 전체 (VDD/VSS) : 데이터시트 확인

LED를 직결하면 안 된다. (3.3V - 2.0V) / 저항 = 원하는 전류 저항 = 1.3V / 10mA = 130Ω

여러 LED를 동시에 켜면 포트 합계 제한에 걸린다. 많이 구동해야 하면 트랜지스터나 LED 드라이버 IC를 쓴다.

소스와 싱크 능력이 다를 수 있다

많은 MCU가 싱크(Low로 당기기)를 소스(High로 밀기)보다 잘한다
LED를 VCC-저항-핀 으로 연결해 Low에서 켜는(active low) 회로가 흔한 이유

데이터시트의 I_OL(싱크)과 I_OH(소스)를 비교해 보면 알 수 있다.

대체 기능 모드

GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;    // Alternate Function Push-Pull
GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF7_USART1;

UART·SPI 같은 주변장치가 핀을 제어하려면 AF 모드로 설정해야 한다. GPIO_MODE_OUTPUT_PP로 두면 소프트웨어만 제어할 수 있고 UART가 아무리 전송해도 핀이 움직이지 않는다.

"UART 설정은 다 했는데 파형이 안 나온다" 의 흔한 원인이다.

구조