Resistência de pull-up - Pull-up resistor
Em circuitos lógicos eletrônicos , um resistor pull-up ou resistor pull-down é um resistor usado para garantir um estado conhecido para um sinal. É normalmente utilizado em combinação com os componentes, tais como interruptores e transistores , os quais interrompem fisicamente a ligação de componentes subsequentes ao solo ou a V CC . Quando a chave está fechada, ele cria uma conexão direta ao terra ou V CC , mas quando a chave está aberta, o resto do circuito seria deixado flutuando (ou seja, teria uma tensão indeterminada). Para uma chave que se conecta ao aterramento, um resistor pull-up garante uma tensão bem definida (ou seja, V CC ou alto lógico) no restante do circuito quando a chave está aberta. Por outro lado, para uma chave que se conecta a V CC , um resistor pull-down garante uma tensão de aterramento bem definida (ou seja, baixo lógico) quando a chave está aberta.
Uma chave aberta não equivale a um componente com impedância infinita, pois, no primeiro caso, a tensão estacionária em qualquer malha em que esteja envolvida não pode mais ser determinada pelas leis de Kirchhoff . Conseqüentemente, as tensões entre esses componentes críticos (como a porta lógica no exemplo à direita) que estão apenas em loops envolvendo a chave aberta também são indefinidas.
Um resistor pull-up efetivamente estabelece um loop adicional sobre os componentes críticos, garantindo que a tensão seja bem definida, mesmo quando a chave está aberta.
Para que um resistor pull-up sirva apenas para este propósito e não interfira com o circuito de outra forma, um resistor com uma quantidade apropriada de resistência deve ser usado. Para isso, assume-se que os componentes críticos possuem impedância infinita ou suficientemente alta , o que é garantido, por exemplo, para portas lógicas feitas a partir de FETs . Nesse caso, quando a chave está aberta, a tensão em um resistor pull-up (com impedância suficientemente baixa ) praticamente desaparece e o circuito parece um fio conectado a V CC . Por outro lado, quando a chave está fechada, o resistor pull-up deve ter impedância suficientemente alta em comparação com a chave fechada para não afetar a conexão ao terra. Juntas, essas duas condições podem ser usadas para derivar um valor apropriado para a impedância do resistor pull-up, mas geralmente, apenas um limite inferior é derivado assumindo que os componentes críticos realmente têm impedância infinita. Um resistor com baixa resistência (em relação ao circuito em que está) costuma ser chamado de pull-up ou pull-down "forte"; quando o circuito está aberto, ele puxará a saída para cima ou para baixo muito rapidamente (assim como a tensão muda em um circuito RC ), mas irá puxar mais corrente. Um resistor com resistência relativamente alta é chamado de pull-up ou pull-down "fraco"; quando o circuito está aberto, ele aumentará ou diminuirá a saída mais lentamente, mas consumirá menos corrente.
Formulários
Um resistor pull-up pode ser usado ao fazer a interface das portas lógicas com as entradas. Por exemplo, um sinal de entrada pode ser puxado por um resistor, então uma chave ou pulseira pode ser usada para conectar essa entrada ao aterramento. Isso pode ser usado para obter informações de configuração, para selecionar opções ou para solucionar problemas de um dispositivo.
Os resistores pull-up podem ser usados em saídas lógicas onde o dispositivo lógico não pode fornecer corrente, como dispositivos lógicos TTL de coletor aberto . Essas saídas são usadas para acionar dispositivos externos, para uma função OR com fio em lógica combinacional ou para uma maneira simples de acionar um barramento lógico com vários dispositivos conectados a ele.
Os resistores pull-up podem ser dispositivos discretos montados na mesma placa de circuito que os dispositivos lógicos. Muitos microcontroladores destinados a aplicações de controle incorporadas têm resistores pull-up programáveis internos para entradas lógicas, de modo que não são necessários muitos componentes externos.
Algumas desvantagens dos resistores pull-up são a energia extra consumida quando a corrente é puxada pelo resistor e a velocidade reduzida de um pull-up em comparação com uma fonte de corrente ativa. Certas famílias lógicas são suscetíveis a transientes da fonte de alimentação introduzidos nas entradas lógicas por meio de resistores pull-up, o que pode forçar o uso de uma fonte de alimentação filtrada separada para os pull-ups.
Os resistores pull-down podem ser usados com segurança com portas lógicas CMOS porque as entradas são controladas por tensão. Entradas lógicas TTL que são deixadas desconectadas inerentemente flutuam alto e requerem um resistor pull-down de valor muito mais baixo para forçar a entrada baixa. Uma entrada TTL padrão na lógica "1" é normalmente operada assumindo uma fonte de corrente de 40 μA e um nível de tensão acima de 2,4 V, permitindo um resistor pull-up de não mais que 50 kohms; enquanto que a entrada TTL na lógica "0" deverá afundar 1,6 mA a uma tensão abaixo de 0,8 V, exigindo um resistor pull-down inferior a 500 ohms. Manter as entradas TTL não utilizadas baixas consome mais corrente. Por esse motivo, resistores pull-up são preferidos em circuitos TTL.
Em famílias lógicas bipolares operando a 5 VCC, um valor típico do resistor pull-up será de 1000–5000 Ω , com base no requisito de fornecer a corrente de nível lógico necessária em toda a faixa operacional de temperatura e tensão de alimentação. Para a lógica CMOS e MOS , podem ser usados valores muito mais altos de resistor, de vários milhares a um milhão de ohms, uma vez que a corrente de fuga necessária em uma entrada lógica é pequena.
Veja também
Referências
- Paul Horowitz e Winfield Hill , The Art of Electronics , 2ª edição, Cambridge University Press , Cambridge, England, 1989, ISBN 0-521-37095-7