電阻上下拉功能實(shí)現(xiàn)原理詳解

作為電路中最常見(jiàn)的電子元器件之一，電阻可以實(shí)現(xiàn)限流、隔離、上下拉等不同功能。以上拉為例，IIC通信接口SDA和SCLK都需要通過(guò)電阻實(shí)現(xiàn)上拉輸入/輸出。那么，電阻是如何實(shí)現(xiàn)上下拉功能的呢？

1、上拉功能實(shí)現(xiàn)原理

上拉電阻的一個(gè)典型應(yīng)用場(chǎng)景是芯片開漏輸出的情況，下圖是芯片開漏輸出的I/O等效模型，當(dāng)三極管基極為高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，輸出Vo為低電平；當(dāng)三極管基極為低電平時(shí)，三極管截止，輸出狀態(tài)不確定。

但是，在輸出接上上拉電阻之后情況就不同了，當(dāng)三極管基極為高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，輸出Vo仍為低電平；當(dāng)三極管基極為低電平時(shí)，三極管截止，上拉電阻R上基本沒(méi)有壓降，因此輸出Vo為高電平VCC。

2、下拉功能實(shí)現(xiàn)原理

下圖是芯片I/O的輸入等效模型，由于PN結(jié)的阻抗Rbc、Rbe是很大的，因此此時(shí)的輸入電平Vi是不確定的狀態(tài)，有可能是低電平，也有可能是高電平。

但是，在接上下拉電阻之后情況就不一樣了，Rbe阻抗很大，與下拉電阻R并聯(lián)之后總阻抗接近下拉電阻R，此時(shí)就相當(dāng)于下拉電阻R與Rbc串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)分壓原理，由于Rbc阻抗很大，因此輸入電平Vi就接近于GND，輸入被穩(wěn)定在了低電平。