拉電流和灌電流是衡量電路輸出驅(qū)動(dòng)能力(注意：拉、灌都是對輸出端而言的，所以是驅(qū)動(dòng)能力)的參數(shù)，這種說法一般用在數(shù)字電路中。這里首先要說明，芯片手冊中的拉、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)部電流通過芯片引腳從芯片內(nèi)‘流出’稱為拉電流(被拉出)。

吸電流、拉電流輸出、灌電流輸出

拉即泄，主動(dòng)輸出電流，從輸出口輸出電流;

灌即充，被動(dòng)輸入電流，從輸出端口流入;

吸則是主動(dòng)吸入電流，從輸入端口流入。

吸電流和灌電流就是從芯片外電路通過引腳流入芯片內(nèi)的電流;區(qū)別在于吸收電流是主動(dòng)的，從芯片輸入端流入的叫吸收電流。灌入電流是被動(dòng)的，從輸出端流入的叫灌入電流;拉電流是數(shù)字電路輸出高電平給負(fù)載提供的輸出電流，灌電流時(shí)輸出低電平是外部給數(shù)字電路的輸入電流。這些實(shí)際就是輸入、輸出電流能力。

拉電流輸出對于反向器只能輸出零點(diǎn)幾毫安的電流，用這種方法想驅(qū)動(dòng)二極管發(fā)光是不合理的(因發(fā)光二極管正常工作電流為5~10mA)。

上、下拉電阻

一、定義

1、上拉就是將不確定的信號通過一個(gè)電阻嵌位在高電平!“電阻同時(shí)起限流作用”!下拉同理!

2、上拉是對器件注入電流，下拉是輸出電流

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

4、對于非集電極(或漏極)開路輸出型電路(如普通門電路)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路輸出型電路輸出電流通道。

二、拉電阻作用

1、一般作單鍵觸發(fā)使用時(shí)，如果IC本身沒有內(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。

2、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)用場合不希望出現(xiàn)高阻狀態(tài)，可以通過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!

3、一般說的是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端口的輸出類似與一個(gè)三極管的C，當(dāng)C接通過一個(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，如果該端口正常時(shí)為高電平;C通過一個(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)為輸入狀態(tài)時(shí)，他的常態(tài)就為高電平，用于檢測低電平的輸入”。

4、上拉電阻是用來解決總線驅(qū)動(dòng)能力不足時(shí)提供電流的。一般說法是拉電流，下拉電阻是用來吸收電流的，也就是我們通常所說的灌電流

5、接電阻就是為了防止輸入端懸空

6、減弱外部電流對芯片產(chǎn)生的干擾

7、保護(hù)cmos內(nèi)的保護(hù)二極管，一般電流不大于10mA

8、通過上拉或下拉來增加或減小驅(qū)動(dòng)電流

9、改變電平的電位，常用在TTL-CMOS匹配

10、在引腳懸空時(shí)有確定的狀態(tài)

11、增加高電平輸出時(shí)的驅(qū)動(dòng)能力。

12、為OC門提供電流

三、上拉電阻應(yīng)用原則

1、當(dāng)TTL電路驅(qū)動(dòng)COMS電路時(shí)，如果TTL電路輸出的高電平低于COMS電路的最低高電平(一般為3。5V)，這時(shí)就需要在TTL的輸出端接上拉電阻，以提高輸出高電平的值。

2、OC門電路“必須加上拉電阻，才能使用”。

3、為加大輸出引腳的驅(qū)動(dòng)能力，有的單片機(jī)管腳上也常使用上拉電阻。

4、在COMS芯片上，為了防止靜電造成損壞，不用的管腳不能懸空，一般接上拉電阻產(chǎn)生降低輸入阻抗，提供泄荷通路。

5、芯片的管腳加上拉電阻來提高輸出電平，從而提高芯片輸入信號的噪聲容限增強(qiáng)抗干擾能力。

6、提高總線的抗電磁干擾能力。管腳懸空就比較容易接受外界的電磁干擾。

7、長線傳輸中電阻不匹配容易引起反射波干擾，加上下拉電阻是電阻匹配，有效的抑制反射波干擾。

8、在數(shù)字電路中不用的輸入腳都要接固定電平，通過1k電阻接高電平或接地。

四、上拉電阻阻值選擇原則

1、從節(jié)約功耗及芯片的灌電流能力考慮應(yīng)當(dāng)足夠大;電阻大，電流小。

2、從確保足夠的驅(qū)動(dòng)電流考慮應(yīng)當(dāng)足夠小;電阻小，電流大。

3、對于高速電路，過大的上拉電阻可能邊沿變平緩。綜合考慮

以上三點(diǎn)，通常在1k到10k之間選取。對下拉電阻也有類似道理。

對上拉電阻和下拉電阻的選擇應(yīng)“結(jié)合開關(guān)管特性和下級電路的輸入特性進(jìn)行設(shè)定，主要需要考慮以下幾個(gè)因素”：

1。驅(qū)動(dòng)能力與功耗的平衡。以上拉電阻為例，一般地說，上拉電阻越小，驅(qū)動(dòng)能力越強(qiáng)，但功耗越大，設(shè)計(jì)是應(yīng)注意兩者之間的均衡。

2。下級電路的驅(qū)動(dòng)需求。同樣以上拉電阻為例，當(dāng)輸出高電平時(shí)，開關(guān)管斷開，上拉電阻應(yīng)適當(dāng)選擇以能夠向下級電路提供足夠的電流。

3。高低電平的設(shè)定。不同電路的高低電平的門檻電平會(huì)有不同，電阻應(yīng)適當(dāng)設(shè)定以確保能輸出正確的電平。以上拉電阻為例，當(dāng)輸出低電平時(shí)，開關(guān)管導(dǎo)通，上拉電阻和開關(guān)管導(dǎo)通電阻分壓值應(yīng)確保在零電平門檻之下。

4。頻率特性。以上拉電阻為例，上拉電阻和開關(guān)管漏源級之間的電容和下級電路之間的輸入電容會(huì)形成“RC延遲”，電阻越大，延遲越大。上拉電阻的設(shè)定應(yīng)考慮電路在這方面的需求。

下拉電阻的設(shè)定的原則和上拉電阻是一樣的。

拉電流是指主動(dòng)輸出電流，即從輸出口輸出的電流。這種電流是驅(qū)動(dòng)負(fù)載或進(jìn)行其他操作所必需的。同時(shí)，還需要注意吸電流和灌電流的概念及其在實(shí)際應(yīng)用中的影響。

灌電流，即被動(dòng)輸入電流，是指從輸出端口流入的電流。而吸電流，即主動(dòng)吸入電流，則是從輸入端口流入的電流。在數(shù)字電路中，拉電流是指數(shù)字電路輸出高電平時(shí)為負(fù)載提供的輸出電流，而灌電流則是在輸出低電平時(shí)外部給數(shù)字電路的輸入電流。這兩種電流共同構(gòu)成了數(shù)字電路的輸入和輸出電流能力。

在選擇上拉電阻的阻值時(shí)，需要綜合考慮多個(gè)因素。首先，為了節(jié)約功耗并確保芯片的灌電流能力，電阻值應(yīng)足夠大，從而限制電流的大小。然而，另一方面，為了確保足夠的驅(qū)動(dòng)電流，電阻值又需要足夠小，以增大電流。這在高速電路設(shè)計(jì)中尤為需要注意，因?yàn)檫^大的上拉電阻可能導(dǎo)致信號邊沿變得平緩，影響信號的高頻分量傳輸。

當(dāng)邏輯門輸出端是低電平時(shí)，灌入邏輯門的電流稱為灌電流，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，邏輯門的低電平是有一定限制的，它有一個(gè)最大值UOLMAX。在邏輯門工作時(shí)，不允許超過這個(gè)數(shù)值，TTL邏輯門的規(guī)范規(guī)定UOLMAX ≤0.4～0.5V。所以，灌電流有一個(gè)上限。

當(dāng)邏輯門輸出端是高電平時(shí)，邏輯門輸出端的電流是從邏輯門中流出，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)檩敵黾壢龢O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，邏輯門的高電平是有一定限制的，它有一個(gè)最小值UOHMIN。在邏輯門工作時(shí)，不允許超過這個(gè)數(shù)值，TTL邏輯門的規(guī)范規(guī)定UOHMIN ≥2.4V。所以，拉電流也有一個(gè)上限。

可見，輸出端的拉電流和灌電流都有一個(gè)上限，否則高電平輸出時(shí)，拉電流會(huì)使輸出電平低于UOHMIN;低電平輸出時(shí)，灌電流會(huì)使輸出電平高于UOLMAX。所以，拉電流與灌電流反映了輸出驅(qū)動(dòng)能力。(芯片的拉、灌電流參數(shù)值越大，意味著該芯片可以接更多的負(fù)載，因?yàn)椋绻嚯娏魇秦?fù)載給的，負(fù)載越多，被灌入的電流越大)。

由于高電平輸入電流很小，在微安級，一般可以不必考慮，低電平電流較大，在毫安級。所以，往往低電平的灌電流不超標(biāo)就不會(huì)有問題。用扇出系數(shù)來說明邏輯門來驅(qū)動(dòng)同類門的能力，扇出系數(shù)No是低電平最大輸出電流和低電平最大輸入電流的比值。在集成電路中， 吸電流、拉電流輸出和灌電流輸出是一個(gè)很重要的概念。拉即泄，主動(dòng)輸出電流，是從輸出口輸出電流。灌即充，被動(dòng)輸入電流，是從輸出端口流入吸則是主動(dòng)吸入電流，是從輸入端口流入吸電流和灌電流就是從芯片外電路通過引腳流入芯片內(nèi)的電流,區(qū)別在于吸收電流是主動(dòng)的，從芯片輸入端流入的叫吸收電流。灌入電流是被動(dòng)的,從輸出端流入的叫灌入電流。

拉電流是數(shù)字電路輸出高電平給負(fù)載提供的輸出電流，灌電流時(shí)輸出低電平是外部給數(shù)字電路的輸入電流，它們實(shí)際就是輸入、輸出電流能力。吸收電流是對輸入端(輸入端吸入)而言的;而拉電流(輸出端流出)和灌電流(輸出端被灌入)是相對輸出端而言的。