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上拉电阻和下拉电阻（下）

五、下面通过场效应管的漏极开路门电路的例子简单说明一下上拉电阻：

TTL电平标准：

输出 L：‹0.8V ；H：›2.4V。 

输入 L：‹1.2V ；H：›2.0V。 

CMOS电平标准：

输出 L：‹0.1*Vcc ；H：›0.9*Vcc。 

输入 L：‹0.3*Vcc ；H：›0.7*Vcc。 

注：管子导通或截止可以理解为单片机的软件对端口置1或0.

（1）如果没有上拉电阻（10k），将5V电源直接与场效应管相连。

当管子导通时，管子等效一电阻，大小为1k左右，因此5v电压全部加在此等效电阻上，输出端Vout=5v。

当管子截止时，管子等效电阻很高，可以理解为无穷大，因此5v的电压也全部加在此等效电阻上，Vout=5v。在这两种情况下，输出都为高电平，没有低电平。

（2）如果有上拉电阻（10k），将5v电源通过此上拉电阻与与场效应管相连。

当管子导通时，管子等效一电阻，大小为1k左右，与上拉电阻串联，输出端电压为加在此等效电阻上的电压，其大小为Vout = 5v * 管子等效电阻/（上拉电阻+管子等效电阻）=5v * 1/（10+1）=低电平。

当管子截止时，管子等效电阻很高，可以理解为无穷大，其与上拉电阻串联，输出端电压为加在此等效电阻上的电压，其大小为Vout = 5v * 管子等效电阻/（上拉电阻+管子等效电阻）=5v*无穷大/（无穷大+1）=高电平。

在前极输出高电平时，Vout输出电流，U为高电平。有两种情况：

A、当I0 ›= I1 + I2

这种情况下，RL1和RL2两个负载不会通过R取电流，因此对R阻值大小要求不高，通常4.7 KΩ‹R‹20KΩ即可。此时R的主要作用是增加信号可靠性，当Vout连线松动或脱落时，抑制电路产生鞭状天线效应吸收干扰。

B、当I0 ‹ I1 + I2

    I0 +I= I1 + I2

    U=VCC-IR

    U›=VHmin

由以上三式计算得出，R‹=(VCC- VHmin)/I

其中，I0、I1、I2都是可以从datasheet查到的，I就可以求出来，VHmin也是可以查到的。

当前极Vout输出低电平时，各管脚均为灌电流，则：

    I’= I1’ + I2’ +I0’

    U’ =VCC-I’ R

    U’ ‹=VLmax

以上三式可以得出：R›=(VCC- VLmax)/I’

由以上二式计算出R的上限值和下限值，从中取一个较靠近中间状态的值即可。注意，如果负载的个数大小不定的话，要按照最坏的情况计算，上限值要按负载最多的时候计算，下限值要按负载最少的计算。

另一种选择方式是基于功耗的考虑。根据电路实际应用时，输出信号状态的频率或时间比选择。若信号Vout长期处于低电平，宜选择下拉电阻；若长期处于高电平，宜选择上拉电阻。为的是静态电流小。

六、灌电流

灌电流：灌即充，被动输入电流，是从输出端口流入吸电流：

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。