Un resistor de tiraje a tierra se utiliza en circuitos lógicos electrónicos para asegurar un estado conocido de una señal. Se usa generalmente en combinación con transistores y interruptores para asegurar que el voltaje entre la tierra y Vcc esté controlado activamente cuando el interruptor está abierto (similar a un resistor de tiraje a alto).
Esto puede sonar confuso al principio, así que veamos un ejemplo.
Un circuito digital tiene tres estados lógicos de entrada; Alto (1), Bajo (0) y flotante (indefinido). Pero el circuito digital solo opera en estados alto o bajo.
En un estado flotante, los circuitos digitales pueden confundirse entre alto y bajo. Los resistores se utilizan para limitar la corriente en un circuito.
Consideremos un circuito digital que opera a 5 V. Si el voltaje de entrada es entre 2 a 5 V, la lógica de entrada del circuito es alta. Y si el voltaje de entrada es menor a 0.8 V, la lógica de entrada es baja.
Cuando el voltaje de entrada está entre 0.9 a 1.9 V, el circuito se confundirá para seleccionar un estado.
Los resistores de tiraje a tierra o alto se utilizan en circuitos digitales para evitar esta situación. En un estado flotante, los resistores de tiraje a tierra mantienen el nivel lógico cerca de cero voltios cuando no hay conexión activa con un circuito.
Un resistor de tiraje a tierra se conecta a la tierra, como se muestra en la figura siguiente.
Funcionamiento del Resistor de Tiraje a Tierra
Cuando un interruptor mecánico está abierto, el voltaje de entrada se tira hacia abajo a cero (bajo). Y el pin digital asegura el estado bajo.
Cuando un interruptor mecánico está cerrado, el voltaje de entrada se tira hacia arriba a alto. En esta condición, el pin digital asegura un nivel lógico alto.
La resistencia de un resistor de tiraje a tierra debe ser mayor que la impedancia de un circuito. De lo contrario, no podrá tirar hacia abajo la corriente, y algún voltaje puede aparecer en el pin de entrada.
El circuito puede operar en un estado flotante en esta condición, ya sea que el interruptor esté abierto o cerrado.
La resistencia requerida para los resistores de tiraje a tierra se calcula mediante la ley de Ohm.
La fórmula para calcular la resistencia de tiraje a tierra es;
Donde,
VLmax es el voltaje máximo requerido en un estado bajo,
Isource es la corriente de puerta-fuente.
Por ejemplo, el voltaje mínimo requerido para apagar el circuito es 0.8 V. Y la corriente de fuente de la puerta es 0.5 mA.
En esta condición, podemos elegir la máxima resistencia de tiraje a tierra de 1.6 kΩ. Sin embargo, no podemos usar una resistencia mayor que esta.
Porque una resistencia significativa crea un mayor caída de voltaje, lo que resulta en un voltaje de entrada de la puerta más allá del rango normal de voltaje bajo.
Por lo tanto, elige un resistor de tiraje a tierra con una caída de voltaje de 0.4-0.5 V. Luego, selecciona el valor de resistencia de tiraje por debajo de su valor máximo.
La diferencia entre los resistores de tiraje a tierra y los resistores de tiraje a alto se muestra en la tabla siguiente.