有源器件需要電源(能量)才能實(shí)現(xiàn)其特定的功能，比如運(yùn)算放大器在有輸入信號的前提下，如果不提供電源，運(yùn)算放大器無法實(shí)現(xiàn)其放大功能。

無源器件在工作時，不需要外加電源，只要輸入信號就能正常工作，比如在信號線上串聯(lián)33Ω的電阻，無論是否提供電源，只要有信號經(jīng)過，電阻就能實(shí)現(xiàn)限流的作用。

通常定義流入器件的電流為正，流出器件的電流為負(fù)。 器件輸入端有電流流進(jìn)時，稱為吸電流，屬于被動;器件輸出端有電流流出時，稱為拉電流，屬于主動;器件輸出端有電流流入時，稱為灌電流，屬于被動。

拉電阻作用

一般作單鍵觸發(fā)使用時，如果IC本身沒有內(nèi)接電阻，為了使單鍵維持在不被觸發(fā)的狀態(tài)或是觸發(fā)后回到原狀態(tài)，必須在IC外部另接一電阻。

數(shù)字電路有三種狀態(tài)：高電平、低電平、和高阻狀態(tài)，有些應(yīng)用場合不希望出現(xiàn)高阻狀態(tài)，可以通過上拉電阻或下拉電阻的方式使處于穩(wěn)定狀態(tài)，具體視設(shè)計(jì)要求而定。

一般說的是I/O端口，有的可以設(shè)置，有的不可以設(shè)置，有的是內(nèi)置，有的是需要外接，I/O端口的輸出類似與一個三極管的C，當(dāng)C接通過一個電阻和電源連接在一起的時候，該電阻成為上C拉電阻，也就是說，如果該端口正常時為高電平，C通過一個電阻和地連接在一起的時候，該電阻稱為下拉電阻，使該端口平時為低電平，其作用主要是確保某端口常態(tài)時有確定電平：用法示例：當(dāng)一個接有上拉電阻的端口設(shè)為輸入狀態(tài)時，他的常態(tài)就為高電平，用于檢測低電平的輸入。

上拉電阻是用來解決總線驅(qū)動能力不足時提供電流的。一般說法是拉電流，下拉電阻是用來吸收電流的，也就是我們通常所說的灌電流。

接電阻就是為了防止輸入端懸空。

減弱外部電流對芯片產(chǎn)生的干擾。

保護(hù)cmos內(nèi)的保護(hù)二極管，一般電流不大于10mA。

通過上拉或下拉來增加或減小驅(qū)動電流。

改變電平的電位，常用在TTL-CMOS匹配。

在引腳懸空時有確定的狀態(tài)。

增加高電平輸出時的驅(qū)動能力。

為OC門提供電流。

上拉電阻應(yīng)用原則

當(dāng)TTL電路驅(qū)動COMS電路時，若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)，這時就需要在TTL的輸出端接上拉電阻，以提高輸出高電平值。注：此時上拉電阻連接的電壓值應(yīng)不低于CMOS電路的最低高電壓，同時又要考慮TTL電路方電流(如某端口最大輸入或輸出電流)的影響。

OC門電路必須加上拉電阻，才能使用。

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

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。

芯片的管腳加上拉電阻來提高輸出電平，從而提高芯片輸入信號的噪聲容限增強(qiáng)抗干擾能力。

提高總線的抗電磁干擾能力，管腳懸空就比較容易接受外界的電磁干擾。

長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。

在數(shù)字電路中不用的輸入腳都要接固定電平，通過1k電阻接高電平或接地。

上拉電阻阻值選擇原則

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。

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。

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。對下拉電阻也有類似道理。

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因素：

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。

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，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。

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，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。

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。

電阻的參數(shù)

關(guān)于電阻的參數(shù)不能一概而定，要看電路其他參數(shù)而定，比如通常用在輸入腳上的上拉電阻如果是為了抬高峰峰值，就要參考該引腳的內(nèi)阻來定電阻值的。

一般LED的電流有幾個mA就夠了，最大不超過20mA，根據(jù)這個你就應(yīng)該可以算出上拉電阻值來了，當(dāng)然實(shí)際還是有出入的。

1. 上、下拉電阻的定義

上拉電阻的作用是將一個信號通過電阻連接到電源(Vcc)，而下拉電阻則是將信號通過電阻接地(GND)。

2. 強(qiáng)上拉與弱上拉

強(qiáng)上拉和弱上拉的主要區(qū)別在于上拉電阻的阻值大小。例如，50Ω的電阻通常被視為強(qiáng)上拉，而100kΩ的電阻則被視為弱上拉。同樣，下拉電阻也有類似的情況。值得注意的是，強(qiáng)拉電阻的極限情況是0Ω電阻，這意味著信號線將直接與電源或地相連。

3. 上、下拉電阻的作用

上下拉電阻在多個領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。它們能夠維持芯片輸入管腳的穩(wěn)定狀態(tài)，避免高阻狀態(tài)可能引發(fā)的問題。此外，在三極管實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換電路中，上下拉電阻也扮演著外圍電路的重要角色。通過合理選擇和使用上下拉電阻，可以確保電路的穩(wěn)定性和可靠性。

三極管電平轉(zhuǎn)換電路詳解

在三極管電平轉(zhuǎn)換電路中，當(dāng)輸入信號為3.3V電壓時，三極管的BE電路可視為一個二極管。但與簡單的二極管不同，實(shí)際應(yīng)用中我們會在其兩端串聯(lián)一個電阻R1，以實(shí)現(xiàn)對電流的精確控制。R1作為輸入限流電阻，其作用至關(guān)重要。由于三極管是一種電流控制元件，在放大或飽和狀態(tài)下，Ube的電壓保持為0.6V?；谶@一特性，我們可以根據(jù)輸入電壓U來計(jì)算基極Ib的電流，公式為Ib=(U-0.6)/R1。若忽略限流電阻R1，一旦輸入電壓超過0.6V，基極電流將急劇上升，可能導(dǎo)致三極管的燒毀。因此，必須根據(jù)具體的輸入電壓和三極管特性來合理選擇和計(jì)算限流電阻R1的值。

在三極管電平轉(zhuǎn)換電路中，當(dāng)三極管處于放大狀態(tài)時，其集電極電流Ic的大小與基極電流Ib之間存在一個固定的比例關(guān)系。這個比例關(guān)系是三極管的一個固有特性，通常用β來表示，即Ic=βIb。這個特性使得我們可以通過控制基極電流Ib來精確地調(diào)節(jié)集電極電流Ic的大小。

倍)。輸出電壓Vout的計(jì)算公式為Vout=Vcc-IcR2。由此可知，在Vcc確定的情況下，如上圖所示的12V電源，Vout在Ic為0時達(dá)到最大值12V，即等于Vcc。然而，對于數(shù)字電路而言，我們需要Vout接近0V，以實(shí)現(xiàn)低電平的效果。通過選擇合適的R2值，例如1KΩ，我們可以輕松計(jì)算出使三極管達(dá)到飽和狀態(tài)所需的Ic值。

三極管的導(dǎo)流能力是有限的，假設(shè)我們選定的三極管集電極的額定電流為500mA，那么Ic的最大值就是500mA。因此，在選擇R2時，必須確保其值不會導(dǎo)致Ic過大，從而避免三極管因過流而燒毀。從公式中我們可以觀察到，集電極電阻的增大將更容易使三極管進(jìn)入飽和狀態(tài)。在飽和區(qū)內(nèi)，兩個PN結(jié)都處于正偏狀態(tài)，此時Ic不再受Ib的控制，因?yàn)閂out已經(jīng)接近地電平GND，無法產(chǎn)生負(fù)電壓。

若輸入電壓為3.3V，并且我們希望在設(shè)計(jì)時三極管能處于飽和狀態(tài)，那么Ic的值應(yīng)達(dá)到12mA。由此，我們可以推算出Ib的最小值應(yīng)為Ic(飽和)/β，其中β為三極管的電流放大系數(shù)。

若要求三極管在輸入3.3V時達(dá)到飽和狀態(tài)，并且我們需要考慮三極管的放大系數(shù)，那么可以推算出基極限流電阻R1(max)的值為(3.3V-0.6V)/Ib(min)=11.25kΩ。其中，Ib(min)是基極電流的最小值，它可以通過Ic(飽和)/β來計(jì)算，其中β為三極管的電流放大系數(shù)。

在考慮三極管的飽和狀態(tài)和放大系數(shù)時，我們需要注意電阻、Vcc電壓的離散性、精度以及波動等因素，以確保選擇適當(dāng)?shù)幕鶚O限流電阻R1。同時，R1的阻值也不能過小，必須考慮到基極電流的額定值。此外，為了功耗和節(jié)能的考慮，R1和R2的阻值都不宜過小。

對于OC(集電極開路)和OD(漏極開路)電路，上拉電阻起著至關(guān)重要的作用。它為這些集電極開路輸出型電路提供了必要的輸出電流通道。在某些情況下，芯片的輸出管腳可能未繼承上拉電阻到Vcc，這就需要我們在設(shè)計(jì)中加以考慮。

此外，總線I/O接口上的上拉和下拉電阻也是不可或缺的。這些接口本質(zhì)上是OC或OD接口，如I2C總線就采用了典型的OD輸出結(jié)構(gòu)。通過增加上拉電阻，我們可以提高驅(qū)動能力，實(shí)現(xiàn)電平標(biāo)準(zhǔn)的匹配，并增強(qiáng)電路的抗干擾能力。

在長線傳輸中，電阻的不匹配可能導(dǎo)致反射波干擾。通過合理選擇上拉和下拉電阻的阻值，我們可以有效地抑制這種干擾，提高總線的抗電磁干擾能力。同時，管腳懸空時容易受到外界電磁干擾的影響，因此上拉和下拉電阻的合理配置也是非常重要的。

上來下拉電阻阻值的選擇

1、功耗?？紤]功耗的情況下電阻的阻值就不能特別大。

2、反應(yīng)時間。因?yàn)殡娮柙酱?，部分電路中反饋給MCU的時間就越久

3、驅(qū)動能力。例如部分上拉電阻會給芯片傳感器來補(bǔ)償一定的電流，所以電阻不能太大

常見的阻值4.7k-10k

最后，我們還需要明確吸電流、拉電流和灌電流的定義。拉電流是指主動輸出電流，即從輸出口輸出的電流。

灌電流：這是指被動輸入電流，即從輸出端口流入的電流。

吸電流：則是指主動吸入電流，也就是從輸入端口流入的電流。