Pull-Up-Widerstand: Was ist das?

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Feld: Grundlagen der Elektrotechnik

China

Was ist ein Pull-up Widerstand?

Ein Pull-up Widerstand wird in elektronischen Logikschaltungen verwendet, um einen bekannten Zustand für ein Signal zu gewährleisten. Er wird normalerweise in Kombination mit Transistoren und Schaltern eingesetzt, um sicherzustellen, dass die Spannung zwischen Masse und Vcc aktiv gesteuert wird, wenn der Schalter offen ist (ähnlich wie bei einem Pull-down Widerstand).

Es handelt sich nicht um eine spezielle Art von Widerstand, sondern um einen normalerweise festen Widerstand, der zwischen einer Versorgungsspannung und einem Eingangspin verbunden ist.

Dies kann zunächst verwirrend klingen, daher gehen wir in ein Beispiel ein.

Digitale Schaltungen verstehen nur hohe (1) oder niedrige (0) Zustände.

Betrachten wir eine digitale Schaltung, die mit 5V arbeitet. Wenn die verfügbare Spannung an einem Eingangspin zwischen 2 und 5 V liegt, ist der Eingangsstatus hoch. Und wenn die verfügbare Spannung an einem Eingangspin zwischen 0,8 und 0 V liegt, ist der Eingangsstatus niedrig.

Aber aus welchem Grund auch immer, wenn die verfügbare Spannung an einem Eingangspin zwischen 0,9 und 1,9 V liegt, wird die Schaltung verwirrt, ob sie einen hohen oder niedrigen Logikzustand wählen soll.

Um diesen schwebenden Zustand zu vermeiden, werden Pull-up- und Pull-down-Widerstände verwendet.

Wie funktioniert ein Pull-up Widerstand?

Ein Widerstand wird zwischen einer Versorgungsspannung und einem Eingangspin verbunden. Das Schaltbild dieser Anordnung ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Die Gatterspannung wird auf die Ebene der Eingangsspannung gezogen, wenn der mechanische Schalter ausgeschaltet ist. Und die Eingangsspannung geht direkt zur Masse, wenn der mechanische Schalter eingeschaltet ist.

Ein Pull-up Widerstand wird mit einem Schalter verbunden, um die Spannungsebene sicherzustellen. Der Schalter steuert den Eingangsstatus der Schaltung.

Anstelle eines mechanischen Schalters wird in der Schaltung auch ein Leistungselektronik-Schalter verwendet.

Der Pull-up Widerstand wird auch verwendet, um Kurzschlüsse zu vermeiden, da der Pin nicht direkt mit Masse oder Versorgung verbunden werden kann. Wenn der Pull-up Widerstand nicht verbunden ist, kann es zu Kurzschlüssen oder Beschädigungen anderer Schaltungskomponenten kommen.

Pull-up vs. Pull-Down Widerstand

Der Unterschied zwischen Pull-down- und Pull-up-Widerständen ist in der folgenden Tabelle dargestellt.

\[ R_{pull-up} = \frac{V_{supply} - V_{H(min)}}{I_{sink}} \]

\[ R_{pull-down} = \frac{V_{L(max)} - 0}{I_{source}} \]

Wie man einen Pull-up Widerstand berechnet