Warum stoppt ein Pull-up-Widerstand den Stromfluss zum Eingangspin nicht, wenn der Schalter geöffnet ist?


13

Tut mir leid, das ist eine so dumme Frage, aber ich kann das nicht verstehen. Im dritten Diagramm ist hier ein Pull-Up-Widerstand dargestellt.

Bildbeschreibung hier eingeben

Ich verstehe, dass bei geschlossenem Schalter S1 der Strom nach unten gezogen wird und den Wert 0 annimmt. Dies kommt nicht zu kurz, weil der Widerstand den Strom begrenzt.

Meine Frage ist: Wenn der Schalter offen ist und der Strom in den Eingangsstift des Geräts fließt, wie stellt sich heraus, dass dies ein hoher Wert und kein niedriger Wert ist? Würde der Widerstand ihn nicht so stark einschränken, dass er 0,0005 A beträgt und sich daher kaum beim Gerät anmeldet?

EDIT: Außerdem schaue ich nur auf das Pulldown-Widerstandsgehäuse auf derselben Seite . Warum schließt der erste Schalter nicht kurz, wenn er direkt an V CC angeschlossen ist, kein Widerstand vorhanden ist und der Schalter offen ist? Ist das nicht ein Nein-Nein? Ich kann nicht wirklich verstehen, was mit dem Pulldown-Widerstand los ist.


2
Ich bin hier nur Anfänger, und ich würde erwarten, dass all diese "Magie" durch Impedanzen beschrieben werden kann.
Al Kepp

Antworten:


15

Der Eingang ist hochohmig und zieht daher kaum Strom. Aber lassen Sie uns zum Zwecke der Beweisführung , so tun , als es eine fließt (ziemlich groß) Strom von 1 A. Dieser Strom durch die 10k fließt Ω Pull-up - Widerstand verursacht einen 10mV (1 μ A × 10k Ω ) Spannungsabfall über sie. In diesem Fall beträgt die Spannung am Eingangsanschluss V C C - 10 mV, wahrscheinlich 5 V - 10 mV = 4,99 V. Das wird noch als hohes Niveau anerkannt, also hier keine Probleme. Die 10 sind aus diesem Grund ein typischer Wert für Pull-up-Widerstände: Selbst wenn ein kleiner Leckstrom vorhanden ist, ist der Spannungsabfall vernachlässigbar. Lassen Sie sich nicht zu erhöhen , um es zu 1M versucht ΩμΩμ×ΩVCC
ΩΩWenn der Schalter geschlossen ist, wird der Strom verringert. Auf 1 Ein Leckstrom wird der Spannungsabfall 1 sein μ A × 1 M Ω = 1V, und dann wird die 5 V bis 4 V fallen. Bei einer 5-V-Versorgung ist dies weiterhin in Ordnung, bei einer 3,3-V-Versorgung sind die resultierenden 2,3 V jedoch möglicherweise zu niedrig, um immer als ein hoher Pegel angesehen zu werden. μμ×Ω

VCCGND


1
Nur ein Vorschlag: Die von ihm verlinkte Seite arbeitet mit TTL-Spannung (5 V). Vielleicht ist es besser, die Werte konstant zu halten
clabacchio

2
In vielen Anwendungen liegen die Ableitströme weit unter 1 uA, und ein 1-M-Widerstand ist in Ordnung. Wenn in batteriebetriebenen Anwendungen der Schalter häufig geschlossen wird, kann ein 10-K-Widerstand eine unangenehme Menge an Leistung verschwenden, ein 1-M-Widerstand jedoch nur 1/100. Wenn man bei Verwendung eines 10-K-Widerstands blindlings davon ausgeht, dass die Leckströme unter 100 uA liegen, ist man normalerweise auch bei Vorhandensein von Platinenverunreinigungen und hoher Luftfeuchtigkeit in Ordnung. Es ist im Allgemeinen nicht sicher anzunehmen, dass die Ableitströme unter 1 uA liegen, aber man kann sie bei Bedarf oft so niedrig machen.
Supercat

1
Um einen 1uA durch einen 1M Ohm Widerstand zu drücken, bräuchten Sie ein verdammtes Kilovolt. Nicht sicher, wie Sie vorhaben, dass eine 5-V-Versorgung ein ganzes Volt über einen 1-M-Widerstand abfällt, wenn der Strom im Stromkreis 0,005
uA

14

Ich glaube, Sie haben ein Konzept falsch verstanden: Der Eingang des Gates (in diesem Idealfall) ist wie ein offener Stromkreis, nimmt also keinen Strom auf, sondern erfasst nur die Spannung. Am einfachsten ist es also, den linken Teil der Schaltung ohne Gate zu betrachten, zu sehen, was am Knoten 1 passiert, und dann die Spannung an den Gate-Eingang anzulegen.

Wenn S1 offen ist, fließt kein Strom an R1, das heißt, es fällt keine Spannung ab, und der Eingang des Gates befindet sich auf dem hohen Pegel.

Wenn S1 geschlossen ist, verbindet es das untere Ende des Widerstands mit Masse und damit auch den Eingang des Gates. Der Widerstand hat jetzt einen Spannungsabfall von 5 V, der einen Wertstrom verursacht, der gegeben ist durch:

ich=VRichR=5103=0,5mEIN=500μEIN

Es ist wichtig zu beachten, dass der Strom nur durch den Widerstand und den Schalter von Vcc nach Masse fließt, während kein Strom in den Eingang des Gates fließt.

In Bezug auf das Herunterziehen gilt dasselbe Konzept: Wenn der Schalter offen ist, gibt es keinen Strom, sodass der Widerstand keinen Spannungsabfall aufweist und die Spannung am oberen Rand ebenfalls 0 V beträgt.

Und nur als Randnotiz: 0,0005 Ampere sind immer noch 0,5 mA und in vielen Fällen nicht zu vernachlässigen.


"Wenn S1 offen ist, fließt kein Strom an R1, das heißt, es fällt keine Spannung ab, und der Eingang des Gates befindet sich auf dem hohen Pegel." Dieser Satz machte den Unterschied. Jetzt verstehe ich Pull-Up / Down-Widerstände
Steve
Durch die Nutzung unserer Website bestätigen Sie, dass Sie unsere Cookie-Richtlinie und Datenschutzrichtlinie gelesen und verstanden haben.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.