电阻是如何实现上下拉功能的?

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原文出自微信公众号【小小的电子之路】

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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