上下拉電阻知識總結(jié)

1、一、定義：上拉就是將不確定的信號通過一個電阻嵌位在高電平！電阻同時起限流作用！下拉同理！上拉是對器件注入電流，下拉是輸出電流；弱強只是上拉電阻的阻值不同，沒有什么嚴格區(qū)分；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、上下拉電阻作用：1提高電壓準(zhǔn)位：a.當(dāng)TTL電路驅(qū)動COMS電路時，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 ）， 這時就需要在 TTL 的輸出端接上拉電阻，以提高輸出高電平的值。 b.OC門電路必須加上拉電阻，以提高輸出的搞電平值。2、加大輸出引

2、腳的驅(qū)動能力，有的單片機管腳上也常使用上拉電阻。3、N/A pin 防靜電、防干擾：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。同時管腳懸空就比較容易接受外界的電磁干擾。4、電阻匹配，抑制反射波干擾：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。5、預(yù)設(shè)空間狀態(tài) /缺省電位：在一些 CMOS 輸入端接上或下拉電阻是為了預(yù)設(shè)缺省電位 . 當(dāng)你不用 這些引腳的時候 , 這些輸入端下拉接 0 或上拉接 1。在 I2C 總線等總線上，空閑時的狀態(tài)是由上下拉電阻獲得6、提高芯片輸入信號的噪聲容限：

3、輸入端如果是高阻狀態(tài)，或者高阻抗輸入端處于懸空狀態(tài)，此時需要加上拉或下拉，以免收到隨機電平而影響電路工作。同樣如果輸出端處于被動狀態(tài)，需要加上拉或下 拉，如輸出端僅僅是一個三極管的集電極。從而提高芯片輸入信號的噪聲容限增強抗干擾能力。電源到元件間的叫上拉電阻 ,作用是平時使該腳為高電平地到元件間的叫下拉電阻 ,作用是平時使該腳為低電平上拉電阻和下拉電阻的范圍由器件來定 （我們一般用 10K）+Vcc+ -+= 上拉電阻|+-+|元件 |+-+ -+= 下拉電阻-Gnd一般來說上拉或下拉電阻的作用是增大電流，加強電路的驅(qū)動能力比如說51的pl 口還有， p0 口必須接上拉電阻才可以作為 io 口

4、使用上拉和下拉的區(qū)別是一個為拉電流，一個為灌電流一般來說灌電流比拉電流要大也就是灌電流驅(qū)動能力強一些 三、上拉電阻阻值的選擇原則包括 :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)動電流考慮應(yīng)當(dāng)足夠??；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 , 通常在 1k 到 10k 之間選取。對下拉電阻也有類似道理四、原理：上拉電阻實際上是集電極輸出的負載電阻。不管是在開關(guān)應(yīng)用和模擬放大，此電阻的選則都不是拍 腦袋的。工作在線性范圍就不多說了，在這里是討論的是晶體管是開關(guān)應(yīng)用，所以只談開關(guān)方式。找個 TTL 器件的資料單獨看末

5、級就可以了，內(nèi)部都有負載電阻根據(jù)不同驅(qū)動能力和速度要求這個電阻值不同，低功 耗的電阻值大，速度快的電阻值小。但芯片制造商很難滿足應(yīng)用的需要不可能同種功能芯片做許多種，因 此干脆不做這個負載電阻，改由使用者自己自由選擇外接，所以就出現(xiàn)OC 、OD 輸出的芯片。由于數(shù)字應(yīng)用時晶體管工作在飽和和截止區(qū)，對負載電阻要求不高，電阻值小到只要不小到損壞末級晶體管就可以， 大到輸出上升時間滿足設(shè)計要求就可，隨便選一個都可以正常工作。但是一個電路設(shè)計是否優(yōu)秀這些細節(jié) 也是要考慮的。集電極輸出的開關(guān)電路不管是開還是關(guān)對地始終是通的，晶體管導(dǎo)通時電流從負載電阻經(jīng) 導(dǎo)通的晶體管到地，截止時電流從負載電阻經(jīng)負載的輸入

6、電阻到地，如果負載電阻選擇小點功耗就會大， 這在電池供電和要求功耗小的系統(tǒng)設(shè)計中是要盡量避免的，如果電阻選擇大又會帶來信號上升沿的延時， 因為負載的輸入電容在上升沿是通過無源的上拉電阻充電，電阻越大上升時間越長，下降沿是通過有源晶 體管放電，時間取決于器件本身。因此設(shè)計者在選擇上拉電阻值時，要根據(jù)系統(tǒng)實際情況在功耗和速度上兼顧。3.從 IC（MOS 工藝）的角度 ,分別就輸入 /輸出引腳做一解釋 :1. 對芯片輸入管腳 , 若在系統(tǒng)板上懸空 （未與任何輸出腳或驅(qū)動相接 ）是比較危險的 . 因為此時很有可 能輸入管腳內(nèi)部電容電荷累積使之達到中間電平（比如 1.5V）, 而使得輸入緩沖器的 PMO

7、S 管和 NMOS 管同時導(dǎo)通 , 這樣一來就在電源和地之間形成直接通路 , 產(chǎn)生較大的漏電流 , 時間一長就可能損壞芯片 . 并且 因為處于中間電平會導(dǎo)致內(nèi)部電路對其邏輯 （0 或 1） 判斷混亂 . 接上上拉或下拉電阻后 , 內(nèi)部點容相應(yīng)被充 （放）電至高 （低）電平, 內(nèi)部緩沖器也只有 NMOS（PMOS） 管導(dǎo)通 , 不會形成電源到地的直流通路 . （至于防止 靜電造成損壞 , 因芯片管腳設(shè)計中一般會加保護電路 , 反而無此必要 ）.2. 對于輸出管腳 :1）正常的輸出管腳 （push-pull 型 ）, 一般沒有必要接上拉或下拉電阻 .2）OD 或 OC（ 漏極開路或集電極開路 ）型

8、管腳 ,這種類型的管腳需要外接上拉電阻實現(xiàn)線與功能（此時多個輸出可直接相連 . 典型應(yīng)用是 : 系統(tǒng)板上多個芯片的INT（中斷信號）輸出直接相連，再接上一上拉電阻，然后輸入MCU的INT引腳，實現(xiàn)中斷報警功能）.其工作原理是 :在正常工作情況下 , OD 型管腳內(nèi)部的 NMOS 管關(guān)閉 , 對外部而言其處于高阻狀態(tài) , 外接上拉電阻使 輸出位于高電平 （無效中斷狀態(tài) ）; 當(dāng)有中斷需求時 , OD 型管腳內(nèi)部的 NMOS 管接通, 因其導(dǎo)通電阻遠遠小 于上拉電阻 , 使輸出位于低電平 （有效中斷狀態(tài) ）. 針對 MOS 電路上下拉電阻阻值以幾十至幾百 K 為宜 .（注 : 此回答未涉及 TTL

9、 工藝的芯片 , 也未曾考慮高頻 PCB 設(shè)計時需考慮的阻抗匹配 , 電磁干擾等效應(yīng).）1, 芯片引腳上注明的上拉或下拉電阻 , 是指設(shè)計在芯片引腳內(nèi)部的一個電阻或等效電阻 . 設(shè)計這個 電阻的目的 , 是為了當(dāng)用戶不需要用這個引腳的功能時 , 不用外加元件 , 就可以置這個引腳到缺省的狀態(tài) 而不會使 CMOS 輸入端懸空 . 使用時要注意如果這個缺省值不是你所要的 , 你應(yīng)該把這個輸入端直接連 到你需要的狀態(tài) .2, 這個引腳如果是上拉的話 , 可以用于 線或 邏輯 . 外接漏極開路或集電極開路輸出的其他芯片 組成負邏輯或輸入 . 如果是下拉的話 , 可以組成正邏輯 線或 , 但外接只能是 CMOS 的高電平漏極開路 的芯片輸出 , 這是因為 CMOS 輸出的高 , 低電平分別由 PMOS 和 NMOS 的漏極給出電流 , 可以作成P 漏開路或 N 漏開路 . 而 TTL 的高電平由源極跟隨器輸出電流 , 不適合 線或 .3, TTL 到 CMOS 的驅(qū)動或反之 , 原則上不建議用上下拉電阻來改變電平 , 最好加電平轉(zhuǎn)換電路 . 如果兩邊的電源都是 5 伏, 可以直接連但影響性能和穩(wěn)定 , 尤其是 CMOS 驅(qū)動 TTL 時