拉電流和灌電流是衡量電路輸出驅(qū)動(dòng)能力(注意：拉、灌都是對(duì)輸出端而言的，所以是驅(qū)動(dòng)能力)的參數(shù)，這種說(shuō)法一般用在數(shù)字電路中。這里首先要說(shuō)明，芯片手冊(cè)中的拉、灌電流是一個(gè)參數(shù)值，是芯片在實(shí)際電路中允許輸出端拉、灌電流的上限值(允許最大值)。而下面要講的這個(gè)概念是電路中的實(shí)際值。由于數(shù)字電路的輸出只有高、低(0，1)兩種電平值，高電平輸出時(shí)，一般是輸出端對(duì)負(fù)載提供電流，其提供電流的數(shù)值叫“拉電流”;低電平輸出時(shí)，一般是輸出端要吸收負(fù)載的電流，其吸收電流的數(shù)值叫“灌(入)電流”。

對(duì)于輸入電流的器件而言：灌入電流和吸收電流都是輸入的，灌入電流是被動(dòng)的，吸收電流是主動(dòng)的。如果外部電流通過(guò)芯片引腳向芯片內(nèi)‘流入’稱為灌電流(被灌入);反之如果內(nèi)部電流通過(guò)芯片引腳從芯片內(nèi)‘流出’稱為拉電流(被拉出)。

吸電流、拉電流輸出、灌電流輸出

拉即泄，主動(dòng)輸出電流，從輸出口輸出電流;

灌即充，被動(dòng)輸入電流，從輸出端口流入;

吸則是主動(dòng)吸入電流，從輸入端口流入。

吸電流和灌電流就是從芯片外電路通過(guò)引腳流入芯片內(nèi)的電流;區(qū)別在于吸收電流是主動(dòng)的，從芯片輸入端流入的叫吸收電流。灌入電流是被動(dòng)的，從輸出端流入的叫灌入電流;拉電流是數(shù)字電路輸出高電平給負(fù)載提供的輸出電流，灌電流時(shí)輸出低電平是外部給數(shù)字電路的輸入電流。這些實(shí)際就是輸入、輸出電流能力。

拉電流輸出對(duì)于反向器只能輸出零點(diǎn)幾毫安的電流，用這種方法想驅(qū)動(dòng)二極管發(fā)光是不合理的(因發(fā)光二極管正常工作電流為5~10mA)。

上、下拉電阻

一、定義

1、上拉就是將不確定的信號(hào)通過(guò)一個(gè)電阻嵌位在高電平!“電阻同時(shí)起限流作用”!下拉同理!

2、上拉是對(duì)器件注入電流，下拉是輸出電流

3、弱強(qiáng)只是上拉電阻的阻值不同，沒(méi)有什么嚴(yán)格區(qū)分

4、對(duì)于非集電極(或漏極)開(kāi)路輸出型電路(如普通門(mén)電路)提升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(kāi)路輸出型電路輸出電流通道。

二、拉電阻作用

1、一般作單鍵觸發(fā)使用時(shí)，如果IC本身沒(méi)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。

2、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(chǎng)合不希望出現(xiàn)高阻狀態(tài)，可以通過(guò)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!

3、一般說(shuō)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(gè)三極管的C，當(dāng)C接通過(guò)一個(gè)電阻和電源連接在一起的時(shí)候，該電阻成為上C拉電阻，也就是說(shuō)，如果該端口正常時(shí)為高電平;C通過(guò)一個(gè)電阻和地連接在一起的時(shí)候，該電阻稱為下拉電阻，使該端口平時(shí)為低電平，作用嗎：比如：“當(dāng)一個(gè)接有上拉電阻的端口設(shè)為輸入狀態(tài)時(shí)，他的常態(tài)就為高電平，用于檢測(cè)低電平的輸入”。

4、上拉電阻是用來(lái)解決總線驅(qū)動(dòng)能力不足時(shí)提供電流的。一般說(shuō)法是拉電流，下拉電阻是用來(lái)吸收電流的，也就是我們通常所說(shuō)的灌電流

5、接電阻就是為了防止輸入端懸空

6、減弱外部電流對(duì)芯片產(chǎn)生的干擾

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

8、通過(guò)上拉或下拉來(lái)增加或減小驅(qū)動(dòng)電流

9、改變電平的電位，常用在TTL-CMOS匹配

10、在引腳懸空時(shí)有確定的狀態(tài)

11、增加高電平輸出時(shí)的驅(qū)動(dòng)能力。

12、為OC門(mén)提供電流

三、上拉電阻應(yīng)用原則

1、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。

2、OC門(mén)電路“必須加上拉電阻，才能使用”。

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

4、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。

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

6、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。

7、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。

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

四、上拉電阻阻值選擇原則

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(dòng)電流考慮應(yīng)當(dāng)足夠小;電阻小，電流大。

3、對(duì)于高速電路，過(guò)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(duì)下拉電阻也有類似道理。

對(duì)上拉電阻和下拉電阻的選擇應(yīng)“結(jié)合開(kāi)關(guān)管特性和下級(jí)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(dòng)能力與功耗的平衡。以上拉電阻為例，一般地說(shuō)，上拉電阻越小，驅(qū)動(dòng)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(jí)電路的驅(qū)動(dòng)需求。同樣以上拉電阻為例，當(dāng)輸出高電平時(shí)，開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)，上拉電阻應(yīng)適當(dāng)選擇以能夠向下級(jí)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(mén)檻電平會(huì)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(kāi)關(guān)管導(dǎo)通，上拉電阻和開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通電阻分壓值應(yīng)確保在零電平門(mén)檻之下。

4。頻率特性。以上拉電阻為例，上拉電阻和開(kāi)關(guān)管漏源級(jí)之間的電容和下級(jí)電路之間的輸入電容會(huì)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。

下拉電阻的設(shè)定的原則和上拉電阻是一樣的。

拉電流是指主動(dòng)輸出電流，即從輸出口輸出的電流。這種電流是驅(qū)動(dòng)負(fù)載或進(jìn)行其他操作所必需的。同時(shí)，還需要注意吸電流和灌電流的概念及其在實(shí)際應(yīng)用中的影響。

灌電流，即被動(dòng)輸入電流，是指從輸出端口流入的電流。而吸電流，即主動(dòng)吸入電流，則是從輸入端口流入的電流。在數(shù)字電路中，拉電流是指數(shù)字電路輸出高電平時(shí)為負(fù)載提供的輸出電流，而灌電流則是在輸出低電平時(shí)外部給數(shù)字電路的輸入電流。這兩種電流共同構(gòu)成了數(shù)字電路的輸入和輸出電流能力。

在選擇上拉電阻的阻值時(shí)，需要綜合考慮多個(gè)因素。首先，為了節(jié)約功耗并確保芯片的灌電流能力，電阻值應(yīng)足夠大，從而限制電流的大小。然而，另一方面，為了確保足夠的驅(qū)動(dòng)電流，電阻值又需要足夠小，以增大電流。這在高速電路設(shè)計(jì)中尤為需要注意，因?yàn)檫^(guò)大的上拉電阻可能導(dǎo)致信號(hào)邊沿變得平緩，影響信號(hào)的高頻分量傳輸。

當(dāng)邏輯門(mén)輸出端是低電平時(shí)，灌入邏輯門(mén)的電流稱為灌電流，灌電流越大，輸出端的低電平就越高。由三極管輸出特性曲線也可以看出，灌電流越大，飽和壓降越大，低電平越大。然而，邏輯門(mén)的低電平是有一定限制的，它有一個(gè)最大值UOLMAX。在邏輯門(mén)工作時(shí)，不允許超過(guò)這個(gè)數(shù)值，TTL邏輯門(mén)的規(guī)范規(guī)定UOLMAX ≤0.4～0.5V。所以，灌電流有一個(gè)上限。

當(dāng)邏輯門(mén)輸出端是高電平時(shí)，邏輯門(mén)輸出端的電流是從邏輯門(mén)中流出，這個(gè)電流稱為拉電流。拉電流越大，輸出端的高電平就越低。這是因?yàn)檩敵黾?jí)三極管是有內(nèi)阻的，內(nèi)阻上的電壓降會(huì)使輸出電壓下降。拉電流越大，輸出端的高電平越低。然而，邏輯門(mén)的高電平是有一定限制的，它有一個(gè)最小值UOHMIN。在邏輯門(mén)工作時(shí)，不允許超過(guò)這個(gè)數(shù)值，TTL邏輯門(mén)的規(guī)范規(guī)定UOHMIN ≥2.4V。所以，拉電流也有一個(gè)上限。

可見(jiàn)，輸出端的拉電流和灌電流都有一個(gè)上限，否則高電平輸出時(shí)，拉電流會(huì)使輸出電平低于UOHMIN;低電平輸出時(shí)，灌電流會(huì)使輸出電平高于UOLMAX。所以，拉電流與灌電流反映了輸出驅(qū)動(dòng)能力。(芯片的拉、灌電流參數(shù)值越大，意味著該芯片可以接更多的負(fù)載，因?yàn)椋绻嚯娏魇秦?fù)載給的，負(fù)載越多，被灌入的電流越大)。

由于高電平輸入電流很小，在微安級(jí)，一般可以不必考慮，低電平電流較大，在毫安級(jí)。所以，往往低電平的灌電流不超標(biāo)就不會(huì)有問(wèn)題。用扇出系數(shù)來(lái)說(shuō)明邏輯門(mén)來(lái)驅(qū)動(dòng)同類門(mén)的能力，扇出系數(shù)No是低電平最大輸出電流和低電平最大輸入電流的比值。在集成電路中， 吸電流、拉電流輸出和灌電流輸出是一個(gè)很重要的概念。拉即泄，主動(dòng)輸出電流，是從輸出口輸出電流。灌即充，被動(dòng)輸入電流，是從輸出端口流入吸則是主動(dòng)吸入電流，是從輸入端口流入吸電流和灌電流就是從芯片外電路通過(guò)引腳流入芯片內(nèi)的電流,區(qū)別在于吸收電流是主動(dòng)的，從芯片輸入端流入的叫吸收電流。灌入電流是被動(dòng)的,從輸出端流入的叫灌入電流。

拉電流是數(shù)字電路輸出高電平給負(fù)載提供的輸出電流，灌電流時(shí)輸出低電平是外部給數(shù)字電路的輸入電流，它們實(shí)際就是輸入、輸出電流能力。吸收電流是對(duì)輸入端(輸入端吸入)而言的;而拉電流(輸出端流出)和灌電流(輸出端被灌入)是相對(duì)輸出端而言的。