이 포스트에서는 풀업 저항과 풀다운 저항, 왜 전자 회로에서 일반적으로 사용되는지, 풀업 또는 풀다운 저항이없는 전자 회로에 어떤 일이 발생하는지, 풀업 및 풀다운 저항을 계산하는 방법에 대해 알아볼 것입니다. 풀다운 저항 값과 마지막으로 오픈 콜렉터 구성에 대해 살펴 보겠습니다.

논리 입력 및 출력이 디지털 회로에서 작동하는 방법

디지털 전자 장치 및 대부분의 마이크로 컨트롤러 기반 회로에서 관련된 디지털 신호는 logic1 또는 logic0, 즉 'HIGH'또는 'LOW'의 형태로 처리됩니다.

디지털 로직 게이트는 모든 디지털 회로의 기본 단위가되며 'AND', 'OR'및 'NOT'게이트를 사용하여 복잡한 회로를 구축 할 수 있지만 위에서 언급 한 바와 같이 디지털 게이트는 'HIGH '및'LOW '.

“HIGH”와“LOW”는 일반적으로 각각 5V와 0V의 형태입니다. 'HIGH'는 전원의 '1'또는 양의 신호라고도하며 'LOW'는 전원의 '0'또는 음의 신호라고도합니다.

공급 된 입력이 2V와 0V 사이의 정의되지 않은 영역 어딘가에있을 때 논리 회로 또는 마이크로 컨트롤러에서 문제가 발생합니다.

이러한 상황에서 논리 회로 또는 마이크로 컨트롤러는 신호를 제대로 인식하지 못할 수 있으며 회로는 잘못된 가정을하고 실행됩니다.

일반적으로 로직 게이트는 입력이 0.8V 미만이면 신호를 'LOW'로 인식하고 입력이 2V 이상이면 신호를 'HIGH'로 인식 할 수 있습니다. 마이크로 컨트롤러의 경우 이것은 실제로 많이 다를 수 있습니다.

정의되지 않은 입력 로직 레벨

신호가 0.8V와 2V 사이이고 입력 핀에서 무작위로 변할 때 문제가 발생합니다.이 문제는 IC 또는 마이크로 컨트롤러에 연결된 스위치를 사용하는 예제 회로로 설명 할 수 있습니다.

마이크로 컨트롤러 나 IC를 사용하는 회로를 가정하면 회로를 닫으면 입력 핀이 'LOW'가되고 릴레이가 'ON'이됩니다.

스위치를 열면 릴레이가 'OFF'가되어야합니까? 글쎄,별로.

우리는 디지털 IC와 디지털 마이크로 컨트롤러가“HIGH”또는“LOW”로만 입력을 받는다는 것을 알고 있습니다. 스위치를 열면 입력 핀은 단지 개방 회로가됩니다. “HIGH”도“LOW”도 아닙니다.

릴레이를 끄려면 입력 핀이 'HIGH'여야하지만 개방 상태에서는이 핀이 표류 픽업, 표유 정전기 및 주변의 기타 전기적 노이즈에 취약 해져 릴레이가 켜지고 꺼질 수 있습니다. 무작위로.

표유 전압으로 인한 이러한 임의 트리거를 방지하기 위해이 예에서는 표시된 디지털 입력 핀을 'HIGH'로직에 연결해야합니다. 그러면 스위치가 꺼질 때 핀이 정의 된 상태 'HIGH'에 자동으로 연결됩니다. 또는 IC의 양의 공급 수준.

핀을 'HIGH'로 유지하기 위해 입력 핀을 Vcc에 연결할 수 있습니다.

아래 회로에서 입력 핀은 Vcc에 연결되어 스위치를 열면 입력을 'HIGH'로 유지하여 릴레이의 임의 트리거링을 방지합니다.

이제 해결책이 해결되었다고 생각할 수 있습니다. 하지만 아니 .... 아직!

다이어그램에 따라 스위치를 닫으면 단락이 발생하고 전체 시스템이 차단되고 단락됩니다. 회로는 단락보다 최악의 상황을 가질 수 없습니다.

단락은 PCB 트레이스를 태우고 퓨즈가 끊어지고 안전 스위치를 트리거하는 낮은 저항 경로를 통해 흐르는 매우 큰 전류로 인해 발생하며 회로에 치명적인 손상을 줄 수도 있습니다.

이러한 과도한 전류 흐름을 방지하고 입력 핀을 'HIGH'상태로 유지하기 위해 '빨간색 선'사이에있는 Vcc에 연결된 저항을 사용할 수 있습니다.

이 상황에서 스위치를 열면 핀이 'HIGH'상태가되고 스위치를 닫을 때 단락이 발생하지 않으며 입력 핀도 GND에 직접 연결할 수 있으므로 ' 낮은'.

스위치를 닫으면 풀업 저항을 통해 무시할 수있는 전압 강하가 발생하고 나머지 회로는 영향을받지 않습니다.

풀업 / 풀다운 저항 값을 최적으로 선택하여 저항을 통해 초과되지 않도록해야합니다.

풀업 저항 값 계산 :

최적의 값을 계산하려면 3 개의 매개 변수를 알아야합니다. 1) Vcc 2) 출력을“HIGH”로 보장 할 수있는 최소 임계 입력 전압 3) 높은 수준의 입력 전류 (필요한 전류). 이 모든 데이터는 데이터 시트에 언급되어 있습니다.

논리 NAND 게이트의 예를 들어 보겠습니다. 데이터 시트에 따르면 Vcc는 5V, 최소 임계 입력 전압 (높은 레벨 입력 전압 V_그들)는 2V이고 하이 레벨 입력 전류 (I_그들)는 40uA입니다.

“전동기의 작동 원리 ”

옴의 법칙을 적용하여 올바른 저항 값을 찾을 수 있습니다.

R = Vcc-V_{IH (최소)}/ 나_그들

어디,

Vcc는 작동 전압,

V_{IH (최소)}HIGH 레벨 입력 전압,

나는_그들HIGH 레벨 입력 전류입니다.

이제 매칭을 해보겠습니다.

R = 5-2 / 40 x 10 ^ -6 = 75K 옴.

최대 75K ohm의 저항 값을 사용할 수 있습니다.

노트:

이 값은 이상적인 조건에 대해 계산되지만 우리는 이상적인 세상에 살지 않습니다. 최상의 작동을 위해 70K, 65k 또는 50K 옴과 같이 계산 된 값보다 약간 낮은 저항을 연결할 수 있지만 위의 예에서 100 옴, 220 옴과 같이 큰 전류를 전도 할만큼 충분히 낮은 저항을 줄이지 마십시오.