为什么当开关打开时,上拉电阻不会阻止电流流向输入引脚?

电器工程 电阻器 当前的 拉起 拉下
2022-01-11 05:30:34

抱歉,这是一个愚蠢的问题,但我似乎无法理解这一点。在第三张图中它显示了一个上拉电阻。

在此处输入图像描述

我知道当开关 S1 闭合时,电流被拉低到地并假定值为 0。这不会因为电阻器限制电流而短路。

我的问题是:当开关打开并且电流流入设备的输入引脚时,它如何判断这是一个高值而不是低值?电阻器不会将其限制在 0.0005 A 的范围内,因此它几乎不会在设备上注册吗?

编辑:另外,我只是在看同一页上的下拉电阻器外壳为什么第一个开关直接接V CC不短接,没有电阻,开关是开的?这不是禁忌吗?我无法真正理解下拉电阻发生了什么。

2个回答

输入是高阻抗的,因此几乎不会消耗任何电流。但是,为了争论,假设有一个(相当大的)电流为 1\$\mu\$A。该电流将流过 10k\$\Omega\$ 上拉电阻,导致 10mV (1\$\mu\$A \$\times\$ 10k\$\Omega\$) 压降。所以在这种情况下,输入引脚上的电压将是 \$V_{CC}\$ - 10mV,可能是 5V - 10mV = 4.99V。那仍然会被认为是一个高水平,所以这里没有问题。
10k\$\Omega\$ 是上拉电阻的典型值,原因是:即使漏电流很小,压降也可以忽略不计。不要试图将其增加到 1M\$\Omega\$,尽管它会在开关闭合时减小电流。在 1\$\mu\$A 漏电流时,电压降为 1\$\mu\$A \$\times\$ 1M\$\Omega\$ = 1V,然后 5V 将降至 4V。对于 5V 电源,这仍然可以,但对于 3.3V 电源,产生的 2.3V 可能太低而不能总是被视为高电平。

对于下拉,故事大致相同。输入中没有任何电流流动;你不能说它会接地(在这种情况下关闭开关确实会导致短路)。因此,输入采用您施加在其上的电压。如果开关闭合,则为 \$V_{CC}\$。如果开关打开,则接地(通过下拉电阻)。如果没有电流流动(理想世界),那么电阻上也没有电压降,输入将处于 \$GND\$ 电平。在现实世界的情况下,它可能是几 mV。

我想你误解了一个概念:门的输入(在这种理想情况下)就像一个开路,所以它不吸收任何电流,它只是感应电压。所以最简单的事情是考虑电路的最左边部分没有栅极,看看节点 1 发生了什么,然后将电压施加到栅极输入。

当 S1 开路时,R1 上没有电流流过,即没有电压降,栅极的输入为高电平。

当 S1 闭合时,它将电阻器的下端连接到地,并连接到栅极的输入端。电阻器现在将有一个 5V 的电压降,这将导致电流值由下式给出:

$$ I= {V_R \over I_R} = {5 \over 10^3} = 0.5 mA = 500 \mu A $$

重要的是要注意,电流只会流过电阻器和开关,从 Vcc 到地,而没有电流会流入栅极的输入端。

关于下拉,是同一个概念:如果开关打开,你就没有电流,所以电阻不会有压降,它顶部的电压也是0V。

顺便说一句,0.0005 安培仍然是 0.5 mA,在许多情况下都不可忽略。