电阻上下拉功能实现原理详解

作为电路中最常见的电子元器件之一,电阻可以实现限流、隔离、上下拉等不同功能。以上拉为例,iic通信接口sda和sclk都需要通过电阻实现上拉输入/输出。那么,电阻是如何实现上下拉功能的呢?
1、上拉功能实现原理
上拉电阻的一个典型应用场景是芯片开漏输出的情况,下图是芯片开漏输出的i/o等效模型,当三极管基极为高电平时,三极管导通,输出vo为低电平;当三极管基极为低电平时,三极管截止,输出状态不确定。
但是,在输出接上上拉电阻之后情况就不同了,当三极管基极为高电平时,三极管导通,输出vo仍为低电平;当三极管基极为低电平时,三极管截止,上拉电阻r上基本没有压降,因此输出vo为高电平vcc。
2、下拉功能实现原理
下图是芯片i/o的输入等效模型,由于pn结的阻抗rbc、rbe是很大的,因此此时的输入电平vi是不确定的状态,有可能是低电平,也有可能是高电平。
但是,在接上下拉电阻之后情况就不一样了,rbe阻抗很大,与下拉电阻r并联之后总阻抗接近下拉电阻r,此时就相当于下拉电阻r与rbc串联,根据串联分压原理,由于rbc阻抗很大,因此输入电平vi就接近于gnd,输入被稳定在了低电平。

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