电阻器的应用

电阻是几乎所有电气或电子电路的基本元件。电阻器控制通过它们的电流。它们控制与它们相连的单个元件的电压。没有电阻器,单个元件无法处理电压,可能导致过载。

拉动电阻

在电子电路中,逻辑系统的输入在任何情况下都必须保持或确定为一个定义明确的固定逻辑值。逻辑电路有三种可能的状态,即高、低、高阻抗。高阻抗状态发生时,一个引脚是浮动的,即没有连接到高或低。因此,它也被称为浮动状态。

考虑下面的电路。

这里,作为逆变器的栅极U1具有两个引脚输入引脚和输出引脚。

当开关S1闭合时,输入引脚连接到一个确定的电势,即在这种情况下对地。因此输入的状态是低的,状态是稳定的。

当开关S1打开时,U1的输入引脚处于浮动状态I.E.未连接到任何事物。在这种情况下,U1的输入状态未确定。这是一个非常薄弱的​​状态。电路中的电气噪声将导致各种问题。由于这些电噪声,栅极的输入变高或低。

因此,在开关打开时,需要连接输入引脚以将输入引脚连接到电位。开关关闭时,应删除此连接。通过以下技术,当开关打开或关闭时,我们可以以稳定状态保持U1的输入引脚。

在上述电路中,当开关断开时,输入端连接到VCC。这种连接确保输入连接到一个有效的电位- vcc。因此,当开关打开时,输入处于HIGH状态。

但是当开关闭合时,电路出现了问题。当开关闭合时,VCC与地直接连接。这种直接连接会使电路短路。在这种情况下,最不期望的是整个系统将停止工作。最坏的情况是它将烧毁电线和连接它们的组件。

这是vcc和地面的直接连接将使大电流从VCC流到地。这种连接产生了可能燃烧电线和零件的巨大热量,甚至可以开始火灾。

因此,必须限制在电路中流动的电流量。

在这种情况下使用电阻以避免此问题。当开关S1关闭时,该电阻器的功能是限制电路中流动的电流量。该电阻被命名为上拉电阻,因为它最初将输入拉到逻辑。

当开关S1断开时,输入引脚通过电阻连接到VCC。这将使输入引脚的状态为逻辑高。

当开关闭合时,栅极的输入管脚接地。这将使输入引脚的状态为逻辑低。

电阻器的端子连接到地。现在当开关关闭时,电流将从VCC流通过电阻器流过电阻。这种连接不被视为短,因为电阻将将电流量的电流降低到从VCC到地流过的显着小值。

当开关闭合时,从VCC流到地的电流量可以用欧姆定律来计算。

如果电源电压为VCC = 5V,电阻为10k Ω,则I = VCC / R

i = 5 /(10 * 103)

I = 0.0005安培或I = 0.5 * 10-3安培

拉动电阻用于逻辑电路中,以确保在不存在输入信号的情况下将引脚拉到逻辑。微控制器用于嵌入式系统,该系统是实时系统。因此,这种微控制器对输入中最小的变化敏感。因此,有必要确保微控制器的输入不会处于浮动状态。

例如,考虑微控制器中的以下逻辑。

这里电阻R1是一个上拉电阻。当开关未按下或未打开时,单片机的输入管脚将处于逻辑高位。当开关关闭时,输入引脚被拉到逻辑低电流和小电流从VCC流到地。

如果缺少拉压电阻,则供应和地之间存在直接连接,其被认为是短路。

选择正确的上拉电阻是一项重要的工作。当上拉电阻值较低时,称为强上拉。这是因为更多的电流流过输入管脚。

相比之下,当上拉电阻值高时,条件被称为弱拉动。这是因为电流较少流过输入引脚。

在选择上拉电阻时,需要满足两个条件。

1.当开关闭合时,输入连接到地,并被拉到逻辑低。电阻R1的值将决定从VCC流到地的电流量。

2.当开关打开时,单片机的输入引脚被拉到逻辑高位。电阻R1的值将决定输入管脚上的电压。

一般情况下,电阻的拉力电阻应小于单片机输入引脚电阻的十倍

微控制器的输入引脚的电阻可以在100k Ω到1m Ω之间的任何地方。一般上拉电阻R1的取值选在10k Ω到100k Ω的范围内。

But when a large pull up resistor is chosen, the response of input pin is slow to the changes in voltage.这是因为输入到输入引脚的输入信号将来自作为耦合的电容器的系统,其具有加压电阻器。这种组合形成RC滤波器。此RC过滤器需要时间充电和放电。这次可以使用等式计算

τ (Tau) = R * C

如果需要高的数据速率,那么上拉电阻的值应该相当小,一般是在1 K Ω到4.7 K Ω的顺序。

上拉电阻的实用值是10kΩ和4.7kΩ。

下拉电阻

下拉电阻的应用类似于上拉电阻,除了它最初将输入引脚拉到逻辑低。

当上述电路中的开关S1闭合时,U1门的输入引脚处于逻辑高状态。当开关断开时,电阻R1将输入引脚电压拉到地。

例如,考虑以下微控制器电路。

当开关按下或闭合时,单片机输入管脚处于逻辑高位。如果开关是打开的,那么下拉电阻将微控制器的输入引脚拉到逻辑低。

限流电阻

电流限制是为流经元件或电路的电流量设置上限的过程。限制电流的目的是为了避免短路之类的影响。电阻器可用作限流装置。

最佳示例是向上电光发光二极管(LED)。LED是当小电流流过它时发光的半导体器件。LED中的电流与正常的PN结二极管一样单向单向。LED的内阻非常低。当它直接连接到电源时,它会燃烧。

因此,为了电动LED,电压源和电阻器串联连接到LED。这些电阻称为镇流器电阻器。LED对当前非常敏感。点亮LED几毫不有电流就足够了。所有LED都配有当前评级。因此,我们可以选择一个适当的电阻,限制电流流过发光二极管并防止其燃烧。

如果LED的当前额定值为0.15放大器,则计算5V的电阻器的值如下计算(假设LED额定电压可忽略不计)。

r = v / i引领= 5/0.15 =333Ω。

在某些情况下,LED的额定电压和额定电流都被指定。在这种情况下,可以使用下式计算适当的阻力

R = (v - vled) / iled

其中V是电源电压,VLED是额定LED电压,而LED是额定LED电流

晶体管的偏置电阻

电阻器与晶体管和IC组合的电子电路广泛使用。晶体管(双极结晶体管)需要小的偏置电压≈0.7V施加到基座端子以进行工作。当在基座端子施加该偏置电压时,基座端子处的小电流导致大电流从收集器端子流到其发射极端子,这是晶体管的功能。

晶体管的基极易受大电流的影响。因此,在偏置电路中使用电阻来限制流入晶体管基极的电流。

一个回应

  1. 电流总是选择低电阻路径。

    在下拉概念中,电流只选择流过下拉电阻。因为下拉电阻比微控制器的引脚电阻低。

    因此微控制器在开关为开和开关为闭两种状态下都会处于相同的状态。

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