上拉電阻、下拉電阻 / 拉電流、灌電流 / 扇出系數知識

上拉電阻的工作原理電路圖

如上圖所示，上部的一個Bias Resaitor 電阻因為是接地，因而叫做下拉電阻，意思是將電路節點A的電平向低方向(地)拉;同樣，圖中下部的一個Bias Resaitor 電阻因為接電源(正)，因而叫做上拉電阻，意思是將電路節點A的電平向高方向(電源正)拉。當然，許多電路中上拉電阻和下拉電阻中間的那個12k電阻是沒有的或者是看不到的。 上圖是RS-485/RS-422總線上的，可以一下子認識上拉電阻和下拉電阻的意思。但許多電路只有一個上拉電阻或下拉電阻，而且實際中，還是上拉電阻的為多。在數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。

1、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。

2、為什么要使用拉電阻：

一般作單鍵觸發使用時，如果IC本身沒有內接電阻，為了使單鍵維持在不被觸發的狀態或是觸發后回到原狀態，必須在IC外部另接一電阻。

數字電路有三種狀態：高電平、低電平、和高阻狀態，有些應用場合不希望出現高阻狀態，可以通過上拉電阻或下拉電阻的方式使處于穩定狀態，具體視設計要求而定!

一般說的是I/O端口，有的可以設置，有的不可以設置，有的是內置，有的是需要外接，I/O端口的輸出類似于一個三極管的C，當C接通過一個電阻和電源連接在一起的時候，該電阻成為上C拉電阻，也就是說，如果該端口正常時為高電平，C通過一個電阻和地連接在一起的時候，該電阻稱為下拉電阻，使該端口平時為低電平，作用嗎：

比如：當一個接有上拉電阻的端口設為輸如狀態時，他的常態就為高電平，用于檢測低電平的輸入。

上拉電阻是用來解決總線驅動能力不足時提供電流的。一般說法是拉電流，下拉電阻是用來吸收電流的，也就是灌電流。

拉電流與灌電流

1、概念

拉電流和灌電流是衡量電路輸出驅動能力(注意：拉、灌都是對輸出端而言的，所以是驅動能力)的參數，這種說法一般用在數字電路中。這里首先要說明，芯片手冊中的拉、灌電流是一個參數值，是芯片在實際電路中允許輸出端拉、灌電流的上限值(允許最大值)。而下面要講的這個概念是電路中的實際值。由于數字電路的輸出只有高、低(0，1)兩種電平值，高電平輸出時，一般是輸出端對負載提供電流，其提供電流的數值叫“拉電流”;低電平輸出時，一般是輸出端要吸收負載的電流，其吸收電流的數值叫“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，灌入電流是被動的，吸收電流是主動的。如果外部電流通過芯片引腳向芯片內‘流入’稱為灌電流(被灌入);反之如果內部電流通過芯片引腳從芯片內‘流出’稱為拉電流(被拉出)2、為什么能夠衡量輸出驅動能力

當邏輯門輸出端是低電平時，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，它有一個最大值UOLMAX。在邏輯門工作時，不允許超過這個數值，TTL邏輯門的規范規定UOLMAX ≤0.4～0.5V。所以，灌電流有一個上限。

當邏輯門輸出端是高電平時，邏輯門輸出端的電流是從邏輯門中流出，這個電流稱為拉電流。拉電流越大，輸出端的高電平就越低。這是因為輸出級三極管是有內阻的，內阻上的電壓降會使輸出電壓下降。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，它有一個最小值UOHMIN。在邏輯門工作時，不允許超過這個數值，TTL邏輯門的規范規定UOHMIN ≥2.4V。所以，拉電流也有一個上限。