下拉电阻是直接接到地上,接二极管的时候电阻末端是低电平。概述图下部的一个偏置电阻因为是接地,因而叫做下拉电阻,意思是将电路节点的电平向低方向(地)拉。

1.下拉电阻的概念

1、将一个不确定的信号,通过一个电阻与地GND相连,固定在低电平;
2、下拉是从器件输出电流,拉电流;
3、当一个接有下拉电阻的IO端口设置为输入状态时,它的常态为低电平。

下拉电阻的概念

2.下拉电阻的作用

下拉电阻的主要作用是与上拉电阻一起在电路驱动器关闭时给线路(节点)以一个固定的电平。
1、提高电压准位:
a、当TTL电路驱动CMOS电路时,如果TTL电路输出的高电平低于CMOS电路的最低高电平(一般为3.5V), 这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻,以提高输出高电平的值。
b、OC门电路必须加上拉电阻,以提高输出的高电平值。
2、加大输出引脚的驱动能力,有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。
3、N/Apin防静电、防干扰:在CMOS芯片上,为了防止静电造成损坏,不用的管脚不能悬空,一般接上拉电阻产生降低输入阻抗, 提供泄荷通路。
同时管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰
4、电阻匹配,抑制反射波干扰:长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰,加上下拉电阻是电阻匹配,有效的抑制反射波干扰。
5、预设空间状态/缺省电位:在一些 CMOS 输入端接上或下拉电阻是为了预设缺省电位。 当你不用这些引脚的时候, 这些输入端下拉接 0 或上拉接 1。在I2C总线等总线上,空闲时的状态是由上下拉电阻获得
6、提高芯片输入信号的噪声容限:输入端如果是高阻状态,或者高阻抗输入端处于悬空状态,此时需要加上拉或下拉,以免收到随机电平而影响电路工作。同样如果输出端处于被动状态,需要加上拉或下拉,如输出端仅仅是一个三极管的集电极。从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。

下拉电阻的作用

3.下拉电阻设定原则

原则和上拉电阻是一样的,下拉电阻的选择应结合开关管特性和下级电路的输入特性进行设定,主要需要考虑以下几个因素:
1、驱动能力与功耗的平衡。以上拉电阻为例,一般地说,上拉电阻越小,驱动能力越强,但功耗越大,设计时应注意两者之间的均衡。
2、下级电路的驱动需求。同样以上拉电阻为例,当输出高电平时,开关管断开,上拉电阻应适当选择以能够向下级电路提供足够的电流。
3、高低电平的设定。不同电路的高低电平的门槛电平会有不同,电阻应适当设定以确保能输出正确的电平。以上拉电阻为例,当输出低电平时,开关管导通,上拉电阻和开关管导通电阻分压值应确保在零电平门槛之下。
4、频率特性。以上拉电阻为例,上拉电阻和开关管漏源级之间的电容和下级电路之间的输入电容会形成RC延迟,电阻越大,延迟越大。上拉电阻的设定应考虑电路在这方面的需求。
OC门输出高电平时是一个高阻态,其上拉电流要由上拉电阻来提供,设输入端每端口不大于100uA,设输出口驱动电流约500uA,标准工作电压是5V,输入口的高低电平门限为0.8V(低于此值为低电平);2V(高电平门限值)。

下拉电阻设定原则