プルダウン抵抗：何ですか

プルダウン抵抗とは何か

プルダウン抵抗は、電子論理回路で信号の状態を確実にするために使用されます。通常、トランジスタとスイッチと組み合わせて使用され、スイッチが開いたときに接地とVcc間の電圧が能動的に制御されるようにします（プルアップ抵抗と同様です）。

初めは混乱するかもしれませんが、例を見てみましょう。

デジタル回路には、高（1）、低（0）、浮遊（未定義）の3つの入力ロジック状態がありますが、デジタル回路は高または低の状態でのみ動作します。

浮遊状態では、デジタル回路は高と低を混同することがあります。抵抗は回路の電流を制限するために使用されます。

5 Vで動作するデジタル回路を考えます。入力電圧が2〜5 Vの場合、回路の入力ロジックは高です。また、入力電圧が0.8 V未満の場合、入力ロジックは低です。

入力電圧が0.9〜1.9 Vの場合、回路は状態を選択することに迷います。

プルダウンまたはプルアップ抵抗は、デジタル回路でこの状況を避けるために使用されます。浮遊状態では、プルダウン抵抗は、回路とのアクティブな接続がない場合にロジックレベルをゼロボルト近くに保ちます。

プルダウン抵抗の働き方

プルダウン抵抗は、以下の図のように接地に接続されています。

プルダウン抵抗の動作

機械スイッチが開いているとき、入力電圧はゼロ（低）に引き下げられます。そして、デジタルピンは低状態を確保します。

機械スイッチが閉じているとき、入力電圧は高に引き上げられます。この状態では、デジタルピンは高ロジックレベルを確保します。

プルダウン抵抗の抵抗値は、回路のインピーダンスよりも高い必要があります。そうでない場合、電流を引き下げることができず、入力ピンに一部の電圧が現れる可能性があります。

この状態では、スイッチが開いていようと閉じていようと、回路は浮遊状態で動作する可能性があります。

プルダウン抵抗の計算

プルダウン抵抗に必要な抵抗値はオームの法則によって計算されます。

プルダウン抵抗を計算する式は以下の通りです。

ここで、

VLmax は低状態で必要な最大電圧、

Isource はゲートソース電流です。

例えば、回路をオフにするための最小電圧が0.8 Vであり、ゲートソース電流が0.5 mAである場合。

この条件では、最大プルダウン抵抗として1.6 kΩを選択できます。ただし、これ以上の抵抗を使用することはできません。

大きな抵抗は、より大きな電圧降下を生じさせ、ゲート入力電圧が正常な低電圧範囲を超える可能性があります。

したがって、電圧降下が0.4〜0.5 Vとなるプルダウン抵抗を選択し、その最大値以下の抵抗値を選択します。

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