رزیستور پل-داون در مدارهای منطقی الکترونیکی برای اطمینان از حالت معین سیگنال استفاده میشود. معمولاً با ترانزیستورها و کلیدها ترکیب شده تا ولتاژ بین زمین و Vcc هنگامی که کلید باز است (مانند یک رزیستور پل-آپ) کنترل شود.
این مفهوم در ابتدا ممکن است مبهم به نظر برسد، بنابراین بیایید به یک مثال بپردازیم.
مدار دیجیتال سه حالت ورودی منطقی دارد؛ بالا (۱)، پایین (۰) و شناور (نامشخص). اما مدار دیجیتال فقط در حالتهای بالا یا پایین عمل میکند.
در حالت شناور، مدارهای دیجیتال ممکن است بین حالتهای بالا و پایین سردرگم شوند. رزیستورها برای محدود کردن جریان در مدار استفاده میشوند.
فرض کنید مدار دیجیتالی با ولتاژ ۵ وات کار میکند. اگر ولتاژ ورودی بین ۲ تا ۵ وات باشد، منطق ورودی مدار بالا است. و اگر ولتاژ ورودی کمتر از ۰.۸ وات باشد، منطق ورودی پایین است.
وقتی ولتاژ ورودی بین ۰.۹ تا ۱.۹ وات باشد، مدار در انتخاب حالت سردرگم خواهد شد.
رزیستورهای پل-داون یا پل-آپ در مدارهای دیجیتال برای جلوگیری از این وضعیت استفاده میشوند. در حالت شناور، رزیستورهای پل-داون سطح منطقی را نزدیک به صفر ولت نگه میدارند وقتی اتصال فعالی با مدار وجود ندارد.
رزیستور پل-داون به زمین متصل میشود، مانند آنچه در شکل زیر نشان داده شده است.
کارکرد رزیستور پل-داون
وقتی کلید مکانیکی باز است، ولتاژ ورودی به صفر (پایین) کشیده میشود. و پین دیجیتال حالت پایین را تضمین میکند.
وقتی کلید مکانیکی بسته است، ولتاژ ورودی به بالا کشیده میشود. در این شرایط، پین دیجیتال حالت منطقی بالا را تضمین میکند.
مقاومت رزیستور پل-داون باید بیشتر از امپدانس مدار باشد. در غیر این صورت، نمیتواند جریان را پایین بکشد و ولتاژی در پین ورودی ظاهر میشود.
مدار در این شرایط ممکن است در حالت شناور عمل کند، چه کلید باز باشد یا بسته.
مقاومت مورد نیاز برای رزیستورهای پل-داون با استفاده از قانون اهم محاسبه میشود.
فرمول محاسبه مقاومت پل-داون به صورت زیر است:
که در آن،
VLmax ولتاژ مورد نیاز حداکثر در حالت پایین است،
Isource جریان گیت-منبع است.
به عنوان مثال، ولتاژ حداقل مورد نیاز برای خاموش کردن مدار ۰.۸ ولت است. و جریان گیت-منبع ۰.۵ میلی آمپر است.
در این شرایط، میتوانیم مقاومت پل-داون حداکثر ۱.۶ کیلو اهم را انتخاب کنیم. با این حال، نمیتوانیم مقاومت بیشتر از این مقدار استفاده کنیم.
چون مقاومت قابل توجه باعث افت ولتاژ بیشتر میشود و نتیجه آن ولتاژ ورودی گیت فراتر از محدوده ولتاژ پایین معمولی میشود.
بنابراین، مقاومت پل-داون را با افت ولتاژ ۰.۴-۰.۵ ولت انتخاب کنید. سپس مقاومت پل-داون را کمتر از حداکثر مقدار آن انتخاب کنید.