什么是上拉，下拉？——电子电路中的基本概念详解
什么是上拉，下拉？——电子电路中的基本概念详解
在电子电路设计中，"上拉"和"下拉"是两个非常基础但又极其重要的概念。它们通过在引脚与电源或地之间添加电阻，来确保信号的稳定性和电路的正常工作。本文将详细解释上拉和下拉电阻的作用、应用场景以及相关概念（如灌电流和拉电流）。
什么是上拉和下拉？
上拉就是将引脚通过一个电阻连接到电源，其主要作用有两个：
- 使IO口的不确定电平稳定在高电平
- 增加IO口拉电流的能力
下拉则是将引脚通过一个电阻与GND相连，作用包括：
- 从器件输出电流
- 当IO口为输入状态时，引脚的常态为低电平
上拉电阻和下拉电阻的特性与应用
上拉电阻的作用：将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平，同时起限流作用。下拉电阻则相反，将信号嵌位在低电平。
电流方向：上拉是对器件注入电流，下拉是输出电流。
阻值选择：弱上拉和强上拉只是上拉电阻的阻值不同，并没有严格的区分标准。
适用场景：对于非集电极（或漏极）开路输出型电路（如普通门电路），上拉电阻的功能主要是为集电极开路输出型电路提供输出电流通道。
上拉电阻和下拉电阻的具体应用
单键触发使用：如果IC本身没有内接电阻，为了使单键维持在不被触发的状态或是触发后回到原状态，必须在IC外部另接一电阻。
防止高阻状态：数字电路有三种状态：高电平、低电平、和高阻状态。通过上拉或下拉电阻可以避免高阻状态，使电路处于稳定状态。
I/O端口设置：有的I/O端口可以设置，有的不可以设置，有的是内置，有的需要外接。当C（集电极）通过一个电阻和电源连接在一起时，该电阻成为上拉电阻；当C通过一个电阻和地连接在一起时，该电阻称为下拉电阻。
总线驱动能力：上拉电阻用于解决总线驱动能力不足时提供电流，下拉电阻用于吸收电流。
防止输入端悬空：接电阻可以防止输入端悬空，避免不确定状态。
抗干扰：减弱外部电流对芯片产生的干扰。
保护二极管：保护CMOS内的保护二极管，一般电流不大于10mA。
驱动电流调整：通过上拉或下拉来增加或减小驱动电流。
电平匹配：改变电平的电位，常用在TTL-CMOS匹配。
确定状态：在引脚悬空时有确定的状态。
驱动能力增强：增加高电平输出时的驱动能力。
OC门供电：为OC门提供电流。
灌电流与拉电流
- 灌电流：是从输出端口流入的电流，是被动输入电流。
- 吸电流：是从输入端口流入的电流，是主动吸入电流。
吸电流和灌电流就是从芯片外电路通过引脚流入芯片内的电流，区别在于吸电流是主动的，从芯片输入端流入的叫吸收电流。灌电流是被动的，从输出端流入的叫灌入电流。
拉电流是数字电路输出高电平时给负载提供的输出电流，灌电流是输出低电平时外部给数字电路的输入电流，它们实际就是输入、输出电流能力。
一句话总结：
- 吸收电流是对输入端（输入端吸入）而言的；
- 拉电流（输出端流出）和灌电流（输出端被灌入）是相对输出端而言的。