上拉電阻、下拉電阻 / 拉電流、灌電流 / 扇出系數知識

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就不會有問題。用扇出系數來說明邏輯門來驅動同類門的能力，扇出系數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很重要的概念。拉即泄，主動輸出電流，是從輸出口輸出電流。灌即充，被動輸入電流，是從輸出端口流入。吸則是主動吸入電流，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的電流,區別在于吸收電流是主動的，從芯片輸入端流入的叫吸收電流。灌入電流是被動的,從輸出端流入的叫灌入電流。

拉電流是數字電路輸出高電平給負載提供的輸出電流，灌電流時輸出低電平是外部給數字電路的輸入電流，它們實際就是輸入、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。

給一個直觀解釋：

圖中PB0輸出0，LED會亮，PB0的電流方向是流向PB0也就是灌電流了;而PB1要輸出1，LED會亮，PB1的電流方向是從PB1流出，也就是拉電流了。在實際電路中灌電流是由后面所接的邏輯門輸入低電平電流匯集在一起而灌入前面邏輯門的輸出端所形成，讀者參閱圖18-2-3自明。顯然它的測試電路應該如圖18-2-4(b)所示，輸入端所加的邏輯電平是保證輸出端能夠獲得低電平，只不過灌電流是通過接向電源的一只電位器而獲得的，調節的電位器可改變灌電流的大小，輸出低電平的電壓值也將隨之變化。(a) 灌電流負載 (b) 拉電流負載

圖18-2-3 灌電流與放電流示意圖

(a) 灌電流負載特性曲線 (b) 測試電路

圖18-2-4 灌電流負載特性曲線及測試電路

當輸出低電平的電壓值隨著灌電流的增加而增加到輸出低電平最大值時，即uOL=UOLMAX時所對應的灌電流值定義為輸出低電平電流的量大值IOLMAX。不同系列的邏輯電路，同一系列中不同的型號的集成電路，國家標準中對輸出低電平電流的最大值IOLMAX的規范值的規定往往是不同的。比較常用的數值如下：

TTL系列 IOLMAX=16mA

LSTTL74系列 IOLMAX=8mA

LSTTL54系列 IOLMAX=4mA

扇出系數NO是描述集成電路帶負載能力的參數，它的定義式如下 18-2-1)

NO= IOLMAX / IILMAX

其中IOLMAX為最大允許灌電流，IILMAX是一個負載門灌入本級的電流。

No越大，說明門的負載能力越強。一般產品規定要求No≥8。

在決定扇出系數時，正確計算電流值是重要的，對于圖18-2-3而言，后面所接的邏輯門的輸入端有