上拉電阻與下拉電阻的作用

電阻在電路中起限制電流的作用，而上拉電阻和下拉電阻是經(jīng)常提到也是經(jīng)常用到的電阻。在每個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中都用到了大量的上拉電阻和下拉電阻，這兩者統(tǒng)稱為“拉電阻”，最基本的作用是：將狀態(tài)不確定的信號(hào)線通過一個(gè)電阻將其箝位至高電平(上拉)或低電平(下拉)，但是無(wú)論具體用法如何，這個(gè)基本的作用都是相同的，只是在不同應(yīng)用場(chǎng)合中會(huì)對(duì)電阻的阻值要求有所不同，下面一起來(lái)了解它們吧：

1.上拉電阻

(1)概念：將一個(gè)不確定的信號(hào)，通過一個(gè)電阻與電源VCC相連，固定在高電平。

圖1 上拉電阻

(2)原理：在上拉電阻所連接的導(dǎo)線上，如果外部組件未啟用，上拉電阻則“微弱地”將輸入電壓信號(hào)“拉高”。當(dāng)外部組件未連接時(shí)，對(duì)輸入端來(lái)說(shuō)，外部“看上去”就是高阻抗的。這時(shí)，通過上拉電阻可以將輸入端口處的電壓拉高到高電平。如果外部組件啟用，它將取消上拉電阻所設(shè)置的高電平。通過這樣，上拉電阻可以使引腳即使在未連接外部組件的時(shí)候也能保持確定的邏輯電平。

2.下拉電阻

概念：將一個(gè)不確定的信號(hào)，通過一個(gè)電阻與GND相連，固定在低電平。

圖2 下拉電阻

3.主要作用

下拉電阻的主要作用是與上接電阻一起在電路驅(qū)動(dòng)器關(guān)閉時(shí)給線路(節(jié)點(diǎn))以一個(gè)固定的電平。

(1)提高電壓準(zhǔn)位：

a)當(dāng)TTL電路驅(qū)動(dòng)COMS電路時(shí)，如果TTL電路輸出的高電平低于COMS電路的最低高電平(一般為3.5V)， 這時(shí)就需要在TTL的輸出端接上拉電阻，以提高輸出高電平的值。

b)OC門電路必須加上拉電阻，以提高輸出的高電平值。

(2)加大輸出引腳的驅(qū)動(dòng)能力，有的單片機(jī)管腳上也常使用上拉電阻。

(3)電阻匹配，抑制反射波干擾：長(zhǎng)線傳輸中電阻不匹配容易引起反射波干擾，加上下拉電阻是電阻匹配，有效的抑制反射波干擾。

(4)N/Apin防靜電、防干擾：在COMS芯片上，為了防止靜電造成損壞，不用的管腳不能懸空，一般接上拉電阻產(chǎn)生降低輸入阻抗，提供泄荷通路。同時(shí)管腳懸空就比較容易接受外界的電磁干擾。

(5)預(yù)設(shè)空間狀態(tài)/缺省電位：在一些CMOS輸入端接上或下拉電阻是為了預(yù)設(shè)缺省電位。當(dāng)你不用這些引腳的時(shí)候，這些輸入端下拉接0或上拉接1。在I2C總線等總線上，空閑時(shí)的狀態(tài)是由上下拉電阻獲得

(6)提高芯片輸入信號(hào)的噪聲容限：輸入端如果是高阻狀態(tài)，或者高阻抗輸入端處于懸空狀態(tài)，此時(shí)需要加上拉或下拉，以免收到隨機(jī)電平而影響電路工作。同樣如果輸出端處于被動(dòng)狀態(tài)，需要加上拉或下拉，如輸出端僅僅是一個(gè)三極管的集電極。從而提高芯片輸入信號(hào)的噪聲容限增強(qiáng)抗干擾能力。

以上就是上拉電阻與下拉電阻的作用介紹了。對(duì)于上拉電阻和下拉電阻的選擇，應(yīng)結(jié)合開關(guān)管特性和下級(jí)電路的輸入特性進(jìn)行設(shè)定;考慮的因素包括：驅(qū)動(dòng)能力與功耗的平衡，下級(jí)電路的驅(qū)動(dòng)需求，高低電平的設(shè)定，頻率特性等等。