上拉電阻、下拉電阻 / 拉電流、灌電流 / 扇出系數(shù)知識(shí)

上拉電阻的工作原理電路圖

如上圖所示，上部的一個(gè)Bias Resaitor 電阻因?yàn)槭墙拥?，因而叫?a class="contentlabel" href="http://2s4d.com/news/listbylabel/label/下拉電阻">下拉電阻，意思是將電路節(jié)點(diǎn)A的電平向低方向(地)拉;同樣，圖中下部的一個(gè)Bias Resaitor 電阻因?yàn)榻与娫?正)，因而叫做上拉電阻，意思是將電路節(jié)點(diǎn)A的電平向高方向(電源正)拉。當(dāng)然，許多電路中上拉電阻和下拉電阻中間的那個(gè)12k電阻是沒(méi)有的或者是看不到的。 上圖是RS-485/RS-422總線上的，可以一下子認(rèn)識(shí)上拉電阻和下拉電阻的意思。但許多電路只有一個(gè)上拉電阻或下拉電阻，而且實(shí)際中，還是上拉電阻的為多。在數(shù)字電路中不用的輸入腳都要接固定電平，通過(guò)1k電阻接高電平或接地。

1、定義：

上拉就是將不確定的信號(hào)通過(guò)一個(gè)電阻嵌位在高電平!電阻同時(shí)起限流作用!下拉同理!

上拉是對(duì)器件注入電流，下拉是輸出電流

弱強(qiáng)只是上拉電阻的阻值不同，沒(méi)有什么嚴(yán)格區(qū)分

對(duì)于非集電極(或漏極)開(kāi)路輸出型電路(如普通門(mén)電路)提升電流和電壓的能力是有限的，上拉電阻的功能主要是為集電極開(kāi)路輸出型電路輸出電流通道。

2、為什么要使用拉電阻：

一般作單鍵觸發(fā)使用時(shí)，如果IC本身沒(méi)有內(nèi)接電阻，為了使單鍵維持在不被觸發(fā)的狀態(tài)或是觸發(fā)后回到原狀態(tài)，必須在IC外部另接一電阻。

數(shù)字電路有三種狀態(tài)：高電平、低電平、和高阻狀態(tài)，有些應(yīng)用場(chǎng)合不希望出現(xiàn)高阻狀態(tài)，可以通過(guò)上拉電阻或下拉電阻的方式使處于穩(wěn)定狀態(tài)，具體視設(shè)計(jì)要求而定!

一般說(shuō)的是I/O端口，有的可以設(shè)置，有的不可以設(shè)置，有的是內(nèi)置，有的是需要外接，I/O端口的輸出類似于一個(gè)三極管的C，當(dāng)C接通過(guò)一個(gè)電阻和電源連接在一起的時(shí)候，該電阻成為上C拉電阻，也就是說(shuō)，如果該端口正常時(shí)為高電平，C通過(guò)一個(gè)電阻和地連接在一起的時(shí)候，該電阻稱為下拉電阻，使該端口平時(shí)為低電平，作用嗎：

比如：當(dāng)一個(gè)接有上拉電阻的端口設(shè)為輸如狀態(tài)時(shí)，他的常態(tài)就為高電平，用于檢測(cè)低電平的輸入。

上拉電阻是用來(lái)解決總線驅(qū)動(dòng)能力不足時(shí)提供電流的。一般說(shuō)法是拉電流，下拉電阻是用來(lái)吸收電流的，也就是灌電流。

拉電流與灌電流

1、概念

拉電流和灌電流是衡量電路輸出驅(qū)動(dòng)能力(注意：拉、灌都是對(duì)輸出端而言的，所以是驅(qū)動(dòng)能力)的參數(shù)，這種說(shuō)法一般用在數(shù)字電路中。這里首先要說(shuō)明，芯片手冊(cè)中的拉、灌電流是一個(gè)參數(shù)值，是芯片在實(shí)際電路中允許輸出端拉、灌電流的上限值(允許最大值)。而下面要講的這個(gè)概念是電路中的實(shí)際值。由于數(shù)字電路的輸出只有高、低(0，1)兩種電平值，高電平輸出時(shí)，一般是輸出端對(duì)負(fù)載提供電流，其提供電流的數(shù)值叫“拉電流”;低電平輸出時(shí)，一般是輸出端要吸收負(fù)載的電流，其吸收電流的數(shù)值叫“灌(入)電流”。

對(duì)于輸入電流的器件而言：灌入電流和吸收電流都是輸入的，灌入電流是被動(dòng)的，吸收電流是主動(dòng)的。如果外部電流通過(guò)芯片引腳向芯片內(nèi)‘流入’稱為灌電流(被灌入);反之如果內(nèi)部電流通過(guò)芯片引腳從芯片內(nèi)‘流出’稱為拉電流(被拉出)2、為什么能夠衡量輸出驅(qū)動(dòng)能力

當(dāng)邏輯門(mén)輸出端是低電平時(shí)，灌入邏輯門(mén)的電流稱為灌電流，灌電流越大，輸出端的低電平就越高。由三極管輸出特性曲線也可以看出，灌電流越大，飽和壓降越大，低電平越大。然而，邏輯門(mén)的低電平是有一定限制的，它有一個(gè)最大值UOLMAX。在邏輯門(mén)工作時(shí)，不允許超過(guò)這個(gè)數(shù)值，TTL邏輯門(mén)的規(guī)范規(guī)定UOLMAX ≤0.4～0.5V。所以，灌電流有一個(gè)上限。

當(dāng)邏輯門(mén)輸出端是高電平時(shí)，邏輯門(mén)輸出端的電流是從邏輯門(mén)中流出，這個(gè)電流稱為拉電流。拉電流越大，輸出端的高電平就越低。這是因?yàn)檩敵黾?jí)三極管是有內(nèi)阻的，內(nèi)阻上的電壓降會(huì)使輸出電壓下降。拉電流越大，輸出端的高電平越低。然而，邏輯門(mén)的高電平是有一定限制的，它有一個(gè)最小值UOHMIN。在邏輯門(mén)工作時(shí)，不允許超過(guò)這個(gè)數(shù)值，TTL邏輯門(mén)的規(guī)范規(guī)定UOHMIN ≥2.4V。所以，拉電流也有一個(gè)上限。