最全講解上下拉電阻
[導(dǎo)讀]▼關(guān)注公眾號(hào)：工程師看海▼1.拉電流和灌電流電子元器件在廣義上分為有源器件和無源器件。有源器件需要電源（能量）才能實(shí)現(xiàn)其特定的功能，比如運(yùn)算放大器在有輸入信號(hào)的前提下，如果不提供電源，運(yùn)算放大器無法實(shí)現(xiàn)其放大功能。無源器件在工作時(shí)，不需要外加電源，只要輸入信號(hào)就能正常工作，比如在...
電子元器件在廣義上分為有源器件和無源器件。
有源器件需要電源（能量）才能實(shí)現(xiàn)其特定的功能，比如運(yùn)算放大器在有輸入信號(hào)的前提下，如果不提供電源，運(yùn)算放大器無法實(shí)現(xiàn)其放大功能。
無源器件在工作時(shí)，不需要外加電源，只要輸入信號(hào)就能正常工作，比如在信號(hào)線上串聯(lián)33Ω的電阻，無論是否提供電源，只要有信號(hào)經(jīng)過，電阻就能實(shí)現(xiàn)限流的作用。
通常定義流入器件的電流為正，流出器件的電流為負(fù)。器件輸入端有電流流進(jìn)時(shí)，稱為吸電流，屬于被動(dòng)；器件輸出端有電流流出時(shí)，稱為拉電流，屬于主動(dòng)；器件輸出端有電流流入時(shí)，稱為灌電流，屬于被動(dòng)。下面以運(yùn)算放大器工作為例。
根據(jù)上拉電阻和下拉電阻的含義，最常見的幾種用法如下。
OC門和OD門不具備輸出高電平的能力。此時(shí)，如果在集電極或漏極上增加上拉電阻，如下圖所示：
上拉電阻和電源相連接，下拉電阻和GND相連接，在對(duì)電阻進(jìn)行選型時(shí)，需要考慮到電阻自身帶來的損耗。比如在按鍵電路中，電阻取10K可以滿足條件，取20K也可以滿足條件。但是明顯電阻取20k時(shí)，電阻消耗的能量會(huì)更低。在對(duì)待機(jī)有需求的電路中，需要嚴(yán)格控制上下拉電阻的取值。 （2） 從驅(qū)動(dòng)能力的角度
驅(qū)動(dòng)能力的大小和提供的電流有關(guān)系。比如在OC門和OD門電路中，上拉電阻取太大，在輸出高電平時(shí)，無法為后級(jí)提供較大的電流。如下圖所示，LED正常工作時(shí)需要5~10mA電流，如果電阻取太大，LED燈無法點(diǎn)亮，因此需結(jié)合LED燈的電流和電壓來選取上拉電阻。
（3） 從信號(hào)速率的角度 在IIC的總線上需要增加上拉電阻，上拉電阻太大，會(huì)減慢信號(hào)由低向高電平轉(zhuǎn)變的時(shí)間，上升沿變緩，影響信號(hào)上速率。
根據(jù)信號(hào)上拉電阻Rp的計(jì)算公式：
其中：Tr——信號(hào)上升沿爬升時(shí)間；Cs——信號(hào)線上負(fù)載的寄生電容
N——信號(hào)線上并聯(lián)器件的個(gè)數(shù)；
一般在數(shù)據(jù)手冊中會(huì)提供Tr和Cs，N為總線上并聯(lián)的器件個(gè)數(shù)和具體的使用場景有關(guān)，根據(jù)上面的參數(shù)，可以計(jì)算出上拉電阻的值。
5. 總結(jié)
本篇文章主要從四個(gè)方面對(duì)上下拉電阻進(jìn)行的歸納和總結(jié)。拉電流和灌電流是兩個(gè)經(jīng)常容易混淆的概念，因此在文章開始就進(jìn)行了說明。對(duì)于上下拉電阻的應(yīng)用并不僅僅體現(xiàn)在文章中提到的5點(diǎn)。而在選型的時(shí)候，需要從多個(gè)角度考慮器件是否能滿足電路的需求。
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