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什么是拉电流、灌电流、吸收电流?

工程师
2020-10-21 20:12:18    评分

拉电流和灌电流是衡量电路输出驱动能力(注意:拉、灌都是对输出端而言的,所以是驱动能力)的参数,这种说法一般用在数字电路中。

这里首先要说明,芯片手册中的拉、灌电流是一个参数值,是芯片在实际电路中允许输出端拉、灌电流的上限值(允许最大值)。

而下面要讲的这个概念是电路中的实际值

由于数字电路的输出只有高、低(0,1)两种电平值:

高电平输出时,一般是输出端对负载提供电流,其提供电流的数值叫“拉电流”;

低电平输出时,一般是输出端要吸收负载的电流,其吸收电流的数值叫“灌(入)电流”。

对于输入电流的器件而言:

灌入电流和吸收电流都是输入的,灌入电流是被动的,吸收电流是主动的。

如果外部电流通过芯片引脚向芯片内‘流入’称为灌电流(被灌入);

反之如果内部电流通过芯片引脚从芯片内‘流出’称为拉电流(被拉出);

为什么能够衡量输出驱动能力??

当逻辑门输出端是低电平时,灌入逻辑门的电流称为灌电流,灌电流越大,输出端的低电平就越高。由三极管输出特性曲线也可以看出,灌电流越大,饱和压降越大,低电平越大。然而,逻辑门的低电平是有一定限制的,它有一个最大值UOLMAX。在逻辑门工作时,不允许超过这个数值,TTL逻辑门的规范规定UOLMAX ≤0.4~0.5V。所以,灌电流有一个上限。

当逻辑门输出端是高电平时,逻辑门输出端的电流是从逻辑门中流出,这个电流称为拉电流。拉电流越大,输出端的高电平就越低。这是因为输出级三极管是有内阻的,内阻上的电压降会使输出电压下降。拉电流越大,输出端的高电平越低。然而,逻辑门的高电平是有一定限制的,它有一个最小值UOHMIN。在逻辑门工作时,不允许超过这个数值,TTL逻辑门的规范规定UOHMIN ≥2.4V。所以,拉电流也有一个上限。

可见,输出端的拉电流和灌电流都有一个上限,否则高电平输出时,拉电流会使输出电平低于UOHMIN;低电平输出时,灌电流会使输出电平高于UOLMAX。

所以,拉电流与灌电流反映了输出驱动能力。(芯片的拉、灌电流参数值越大,意味着该芯片可以接更多的负载,因为,例如灌电流是负载给的,负载越多,被灌入的电流越大);

由于高电平输入电流很小,在微安级,一般可以不必考虑,低电平电流较大,在毫安级。

所以,往往低电平的灌电流不超标就不会有问题。用扇出系数来说明逻辑门来驱动同类门的能力,扇出系数No是低电平最大输出电流和低电平最大输入电流的比值。

在集成电路中, 吸电流、拉电流输出和灌电流输出是一个很重要的概念。

拉即泄,主动输出电流,是从输出口输出电流;

灌即充,被动输入电流,是从输出端口流入;

吸则是主动吸入电流,是从输入端口流入。

吸电流和灌电流就是从芯片外电路通过引脚流入芯片内的电流,区别在于吸收电流是主动的,从芯片输入端流入的叫吸收电流。灌入电流是被动的,从输出端流入的叫灌入电流。

拉电流是数字电路输出高电平给负载提供的输出电流,灌电流时输出低电平是外部给数字电路的输入电流,它们实际就是输入、输出电流能力。

吸收电流是对输入端(输入端吸入)而言的,而拉电流(输出端流出)和灌电流(输出端被灌入)是相对输出端而言的。

转帖自网络



高工
2020-10-21 20:51:17    评分
2楼

原来如此


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