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什么是上拉电阻,下拉电阻?

作者:五金加工
文章来源:本站

  什么是上拉电阻,下拉电阻?

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  在数字电路的世界中只能识别"0"和“1”,加入上拉电阻,可以把未知状态的电路控制为高电平“1”;加入下拉电阻,可以把未知状态的电路控制为低电平"0",可以有效的防止意外发生。

  

下拉电阻电路分析

在下图电路C中,没有加入下拉电阻,在开关没有导通时,输入端口C的电平状态是未知的。

 

  

三极管驱动电路中往往也会加入上拉或者下拉电阻

 

  在下图的继电器驱动电路中,NPN三极管的驱动电路加入了下拉电阻,DR没有输入驱动信号时,下拉电阻把三极管的基极钳制在低电平,能有效的防止三极管意外导通;PNP三极管的驱动电路加入了上拉电阻,DR没有输入驱动电信号时,上拉电阻把三极管的基极钳制在高电平能,能有效的防止三极管意外导能。

  

上拉电阻、下拉电阻总结

 

  上拉电阻可以让信号钳制在高电平;下拉电阻可以让信号钳制在低电平

  欢迎大家讨论上拉、下拉电阻会用在哪些应用场合?你觉得三极管放大电路中的基极(b)偏置电阻算是上拉或者下拉电阻吗?

  什么是上拉电阻,下拉电阻?

  答:上拉电阻在电路中,针对输入信号或晶体管放大器,就是将电源电压或不确定的信号通过一个电阻钳位在高电平(对GND),对于晶体管放大电路来说,通过适当调整上拉电阻或下拉电阻的阻值,改变基极b电位,可以使放大电路工作在截止区、放大区、饱和区。

  对于放大电路来说,上拉电阻是对器件输入电流,下拉电阻是输出电流;大小强弱只是上拉电阻的选择的阻值不同,没有什么严格区分;对于非集电极(或漏极)开路输出型电路(如门电路)提供电流和电压的能力是有限的,上拉电阻的功能主要是为基极输入、集电极开路输出型电路输出电流提供一个通道而言。

  知足常乐2022.1.23

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  朋友们好,我是电子及工控技术,我来回答这个问题。上拉电阻和下拉电阻一般在数字电路中最为常见,在模拟电子电路中有时也会见到,很多初学电子的朋友看到它们很困惑,下面我与朋友们分享一下什么是上拉电阻和什么是下拉电阻,并聊聊它们在电子电路中的作用。

  下面我先说说最为常见的上拉电阻,我们所说的上拉电阻其实就是将不确定的信号通过一个电阻拉到高电平,有时这个电阻也能起到一个限流作用。比如我们常见的单片电路中,我记的在以51为内核的单片机中有一组P0口,在使用这组P0口时它的外面就需要加一排10K的电阻,我们就称为这些电阻叫上拉电阻。为什么要给P0口的外部加上拉电阻呢?下面给朋友们解释一下。由于在单片机P0口的内部场效应管漏极D是没有负载电阻的,就像在数字电路中的集电极开路门一样(OC门),当想让单片机P0口输出高电平时,就需要场效应管T2截止,这时需要外部的上拉电阻才能完成高电平的转换。要是P0口外部不加这个电阻的话,那么P0口的电平就会出现一个不确定的状态了。其原理图如下图所示。

  另外在我们单片机的键盘电路中也常常会见到上拉电阻的身影,我们以下图中的四个独立按键为例子来说明,我们把这四个按键分别接到单片机的I/O口上,假如当我们按下 K1 键时,那么+5V 就通过电阻 R1 然后再通过按键 K1 最终进入 GND 形成一条通路,这样这条线路的全部电压都加到 R1 这个电阻上了,此时KeyIn1 这个引脚就是一个确定的低电平;当按键K1松开后,那么 KeyIn1和+5V 就应该是等电位,这样I/0口就是一个确定的高电平了。

  还有我们在数字电路中还会碰到一个集电极开路门电路,为了使电路输出一个确定的高低电平信号,一般会在这个逻辑门电路输出端加一个上拉电阻。当A、B、C三个输入端中只要有一个是低电平时,那么三极管T1会导通,三极管T2和T3就会截止。那么通过上拉电阻RL就会使输出端输出高电平。

  对于下拉电阻就是把输出电平下拉到一个确定的低电平,一般这个电阻的一端要接到地GND这个位置。在单片机电路中也会常常见到,比如单片机电路中的复位电路中就有一个10K的下拉电阻。比如下图中,单片机在正常时,它的复位脚是低电平,我们加一个10K的电阻就是为了使RST引脚有一个确定的低电平信号的。

  我们知道不管是上拉电阻还是下拉电阻都是为了使电路的输出端口输出一个确定的电平信号,上拉电阻就是将不确定的信号通过一个电阻拉到高电平,同时这个上拉电阻还有一定的限流作用呢;下拉电阻就是下拉到低电平。一般是上拉电阻一端接供电电源,下拉电阻一端接地GND。比如在我们前面讲的集电极开路OC 门如果要输出高电平,就必须外部加上拉电阻才能正常使用;另外在单片机电路中,为了提高 I/O 口的驱动能力在单片机I/O口外部加个上拉电阻,可以形成和内部上拉电阻的并联结构,课题增强高电平时电流的输出能力。还有就是在电路中电平转换电路过程中,上拉电阻还可以起到限流电阻的作用。比如下图的电路中当 I/O 口输出 5V 时,三极管9013会导通,就会输出低电平 0V;当 I/O 口输出低电平时,三极管9013会截止,三极管9013的集电极上由于上拉电阻 R2 的作用就会输出 12V 的高电平,因此这个上拉电阻R2还有一定的限流作用的。

  最后就是在一些数字芯片中中没有使用的引脚,比如单片机总线引脚,这些引脚如果悬空不接的话容易受到电磁干扰就会处于紊乱状态,虽然不会对电路造成什么影响,但通常会增加芯片的功耗,如果我们此时加上一个对 电源VCC 的上拉电阻或者一个对 地GND 的下拉电阻后,可以有效的增强抗电磁的干扰能力。

  另外,我们对这个常用的上拉电阻在它的阻值上还要有一定的要求,如果在集电极开路OC门电路中,上拉电阻的大小会影响OC门的开关速度,如果上拉电阻选择过大,它的开关速度就会变慢,我们在实际电路中常用的上下拉电阻值大多选取在 1千欧姆 到 10千欧姆范围就可以了,具体需要多大通常要根据实际需求来选了。

  以上就是我对这个问题的看法,欢迎朋友们参与讨论,敬请关注电子及工控技术,感谢点赞。

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  一端接在电源正极,另一端接在I/O接口引脚的电阻,使得I/O引脚长时间保持在高电平状态。

  一端接在电源负极,另一端接在I/O接口引脚的电阻,使得I/O引脚长时间保持在低电平状态。

  对于输入端来说,上拉或者下拉都可以,这取决于你希望输入端的电平的常态,是高电平就用上拉电阻,是低电平就用下拉电阻。

  对于输出端来说,如果是集电极或者漏极对电源正极开路,就必须使用上拉电阻将电平固定在高电平;如果是发射极或者源极对电源负极开路,就必须使用下拉电阻将电平固定在低电平;如果是三态输出端(推挽输出),在高阻态的时候,要输出高电平就用上拉电阻,要输出低电平就用下拉电阻。

  对于输出端:

  需要考虑负载电流和输出端的极限电流,主要考虑能够提供足够的负载电流就好。

  阻值越大负载电流越小,反之越大。

  对于输入端:

  

什么是上拉电阻,下拉电阻?

  

什么是上拉电阻,下拉电阻?

  阻值的选取,直接影响信号传输的抗干扰性,一般来说,会使用1K~10K的电阻,当然也可以超出这个范围。

  阻值越小,抗干扰越强,但需要更大的输入功率(P=U*U/R)使得系统功耗过大。

  阻值越大,抗干扰越弱,但仅需要很小的输入功率(P=U*U/R)使得系统很节能。

  想使用较大的阻值,降低功耗,需要尽可能缩短信号传输的距离。

  如果你有示波器,在加入上拉或者下拉电阻的输入端,进行测量,将阻值从大到小进行变化,你会看到在不输入任何信号的时候,杂讯的波幅会越来越小,也就是信噪比越来越高。

  好了就介绍到这里,如果还有疑问,欢迎在评论中向我提问!

  所谓的上拉电阻和下拉电阻,主要应用于CPU或小信号集成块控制输出端,因其内部连接的都是三极管,要想其输出准确的控制信号,就得为其提供必要的工作条件,如果该输出端口为极电极开路输出,那必须接上拉电阻到电源,为这个端子提供初始的高电平或低电平,否则就没有信号输出。如果该输出端口为发射极输出,一般接一个对地的下拉电阻,在输出低电平时可以起到抗干扰防止误动作的作用,

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