上拉電阻的阻值選擇

上拉電阻

上拉就是將不確定的信號通過一個(gè)電阻鉗位在高電平，電阻同時(shí)起限流作用。下拉同理，也是將不確定的信號通過一個(gè)電阻鉗位在低電平。

上拉是對器件輸入電流，下拉是輸出電流；強(qiáng)弱只是上拉電阻的阻值不同，沒有什么嚴(yán)格區(qū)分；對于非集電極（或漏極）開路輸出型電路（如普通門電路）提供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。

上拉電阻阻值的選擇原則

1、從節(jié)約功耗及芯片的灌電流能力考慮應(yīng)當(dāng)足夠大；電阻大，電流小。2、從確保足夠的驅(qū)動電流考慮應(yīng)當(dāng)足夠小；電阻小，電流大。3、對于高速電路，過大的上拉電阻可能邊沿變平緩。

綜合考慮以上三點(diǎn)，通常在1k到10k之間選取。

對上拉電阻和下拉電阻的選擇應(yīng)結(jié)合開關(guān)管特性和下級電路的輸入特性進(jìn)行設(shè)定，主要需要考慮以下幾個(gè)因素：

1、驅(qū)動能力與功耗的平衡。

以上拉電阻為例，一般地說，上拉電阻越小，驅(qū)動能力越強(qiáng)，但功耗越大，設(shè)計(jì)是應(yīng)注意兩者之間的均衡。

2、下級電路的驅(qū)動需求。

同樣以上拉電阻為例，當(dāng)輸出高電平時(shí)，開關(guān)管斷開，上拉電阻應(yīng)適當(dāng)選擇以能夠向下級電路提供足夠的電流。

3、高低電平的設(shè)定。

不同電路的高低電平的門檻電平會有不同，電阻應(yīng)適當(dāng)設(shè)定以確保能輸出正確的電平。以上拉電阻為例，當(dāng)輸出低電平時(shí)，開關(guān)管導(dǎo)通，上拉電阻和開關(guān)管導(dǎo)通電阻分壓值應(yīng)確保在零電平門檻之下。

4、頻率特性。

以上拉電阻為例，上拉電阻和開關(guān)管漏源級之間的電容和下級電路之間的輸入電容會形成RC延遲，電阻越大，延遲越大。上拉電阻的設(shè)定應(yīng)考慮電路在這方面的需求。

上拉電阻阻值計(jì)算原則

一、最大值的計(jì)算原則：

要保證上拉電阻明顯小于負(fù)載的阻抗，以使高電平時(shí)輸出有效。

例如：負(fù)載阻抗是10K，供電電壓是5伏，如果要求高電平不小于4.5伏，那么，上拉電阻最大值R≧1K

也就是最大值1k，（如果超過了1k，輸出的高電平就小于4.5伏了）

二、最小值的計(jì)算原則：

保證不超過管子的額定電流（如果不是場效應(yīng)管而是三極管也可依照飽和電流來計(jì)算）

三、上拉電阻最小值

R?。?v/47mA=106歐姆 （如果小于這個(gè)電阻，管子就會過飽和而沒有意義了。如果大于這個(gè)值，管子的導(dǎo)體電阻就會變大一些，所以太高也不利于低電平的輸出）

注意：算出最大最小值后，一般是隨便選個(gè)中間值就可以了，例如本例子可以選510歐姆的上拉電阻。但是，如果負(fù)載電流較大，低電平要求嚴(yán)格，那么就要選100歐姆的上拉電阻。但是如果考慮省電因素，而低電平要求不嚴(yán)格，那么就可用1K的上拉電阻了。