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拉电流、灌电流和漏电流

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Xiashiqi|  楼主 | 2025-1-9 08:11 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
一、介绍
       拉电流(source current)就是输出电流,即从芯片引脚向外流出的电流;灌电流(sink current)就是吸收电流,即从芯片引脚向内,流入芯片内的电流;漏电流就是泄露电流。

       1、拉电流和灌电流是衡量电路输出驱动能力(注意:拉、灌都是对输出端而言的,所以是驱动能力)的参数,这种说法一般用在数字电路中。拉即泄,主动输出电流,从输出口输出电流; 灌即充,被动输入电流,从输出端口流入;

       2、由于数字电路的输出只有高(1)、低(0)两种电平值,高电平输出时,一般是输出端对负载提供电流,其提供电流的数值叫“拉电流”;低电平输出时,一般是输出端要吸收负载的电流,其吸收电流的数值叫“灌(入)电流”。

       (1)逻辑门输出为高电平时的负载电流(为拉电流)。
       (2)逻辑门输出为低电平时的负载电流(为灌电流)。
       (3)逻辑门输入为高电平时的电流(为灌电流)。
       (4)逻辑门输入为低电平时的电流(为拉电流)。

       3、漏电流分为四种,分别为:半导体元件漏电流、电源漏电流、电容漏电流和滤波器漏电流。

  (1)半导体元件漏电流:PN结在截止时流过的很微小的电流;

  (2)电源漏电流:开关电源中为了减少干扰,按照国标,必须设有EMI滤波器电路。由于EMI电路的关系,使得在开关电源在接上市电后对地有一个微小的电流,这就是漏电流。如果不接地,计算机的外壳会对地带有110伏电压,用手摸会有麻的感觉,同时对计算机工作也会造成影响。

  (3)电容漏电流:电容介质不可能绝对不导电,当电容加上直流电压时,电容器会有漏电流产生。若漏电流太大,电容器就会发热损坏。除电解电容外,其他电容器的漏电流是极小的,故用绝缘电阻参数来表示其绝缘性能;而电解电容因漏电较大,故用漏电流表示其绝缘性能(与容量成正比)。 对电容器施加额定直流工作电压将观察到充电电流的变化开始很大,随着时间而下降,到某一终值时达到较稳定状态这一终值电流称为漏电流。 其计算公式为:i=kcu(μa);其中k值为漏电流常数,单位为μa(v·μf)。

      (4)滤波器漏电流:电源滤波器漏电流定义为:在额定交流电压下滤波器外壳到交流进线任应一端的电流。 如果滤波器的所有端口与外壳之间是完全绝缘的,则漏电流的值主要取决于共模电容CY的漏电流,即主要取决于CY的容量。 由于滤波器漏电流的大小,设计到人身安全,国际上各国对插都有严格的标准规定:对于是20V/50Hz交流电网供电,一般要求噪声滤波器的漏电流小于1mA。

二、衡量输出驱动能力
       当逻辑门的输出端为低电平时,灌入逻辑门的电流称为灌电流,灌电流越大,输出端的低电平旧越高。然而,逻辑门的低电平是有一定限制的,一般不允许超过一定值,所以灌电流有一个上限。

     当逻辑门的输出端为高电平时,逻辑门输出端的电流是从逻辑门中流出的,这个电流称为拉电流。拉电流越大,输出端的高电平就越低。这是因为输出级的三极管是有内阻的,内阻上的电压降会使输出电压下降。拉电流越大,输出端的高电平越低。然而,逻辑门的高电平也是有一定的限制的,有一个最小值,不允许超过这个值。所以,拉电流也有一个上限。

       可见,输出端的拉电流和灌电流都有一个上限,负责高电平输出时,拉电流会使输出低于规定下限;低电平输出时,灌电流会使输出高于上限。

        所以,拉电流和灌电流反映了输出驱动能力。芯片的拉、灌电流参数值越大,意味着该芯片可以接更多的负载。例如灌电流是负载给的,负载越多,被灌入的电流越大。

        同时由于高电平输入电流(灌电流)很小,在微安(uA)级别,一般可以不考虑,低电平输入电流(拉电流)电流较大,在毫安(ma)级,所以往往低电平的灌电流不超标就不会有问题。

三、负载角度看
        灌电流:由外部电源产生的电流流向芯片,这是芯片如同处于被动状态(被灌入)

        拉电流:由芯片内部产品的电流流向外部负载,这时芯片如同处于主动状态(被拉出)
————————————————

                            版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。

原文链接:https://blog.csdn.net/RookieThree/article/details/136446100

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ccook11| | 2025-2-4 18:20 | 只看该作者
单片机引脚的拉电流、灌电流和漏电流是描述其驱动能力的重要参数

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板凳
hilahope| | 2025-2-5 08:27 | 只看该作者
相较于拉电流,单片机引脚在输出低电平时的灌电流能力相对较强。例如,部分单片机单个引脚允许灌入的最大电流可以达到 10mA 左右,一些特殊的端口或多个引脚组合在一起时,灌电流能力可能会更强,但具体的数值需要参考所使用单片机的数据手册。

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地板
mickit| | 2025-2-5 10:05 | 只看该作者
漏电流是指在没有外部电源作用的情况下,从单片机引脚流出的微小电流。它可能是由于半导体元件的内部特性、电源滤波器的设计或电容器的介质导电性等原因造成的。

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5
youtome| | 2025-2-5 14:09 | 只看该作者
使用上拉电阻和拉电流负载可能会产生无效电流,导致能耗增加和系统不稳定

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6
chenci2013| | 2025-2-5 14:39 | 只看该作者
单片机的驱动能力通常由其拉电流和灌电流的最大值来衡量。

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7
belindagraham| | 2025-2-5 15:38 | 只看该作者
在设计低功耗电路时,需要考虑引脚的漏电流,因为它可能会影响整体功耗。
在数字输入引脚上,可能需要使用上拉或下拉电阻来确保引脚在未连接时有明确的电平状态。

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8
louliana| | 2025-2-5 16:01 | 只看该作者
当单片机输出端为低电平时,外部电流流入单片机引脚的电流称为灌电流。

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9
gygp| | 2025-2-5 17:19 | 只看该作者
在设计电路时,需要特别注意负载的匹配和电源滤波器的设计,以减小漏电流的影响。
使用适当的上拉电阻或下拉电阻来匹配单片机的输出能力和负载的阻抗。

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10
pixhw| | 2025-2-5 20:04 | 只看该作者
拉电流(Source Current):
拉电流是指当单片机引脚输出高电平时,从引脚向外流出的电流。
这种情况下,单片机引脚作为电流源,向外部电路提供电流。
例如,当单片机引脚连接一个LED并输出高电平时,电流从引脚流出,通过LED回到地。
灌电流(Sink Current):
灌电流是指当单片机引脚输出低电平时,从外部电路向引脚流入的电流。
这种情况下,单片机引脚作为电流阱,吸收来自外部电路的电流。
例如,当单片机引脚连接一个LED并输出低电平时,电流从电源通过LED流入引脚。
漏电流(Leakage Current):
漏电流是指在理想情况下不应该有电流的情况下,由于器件内部的缺陷或寄生效应而产生的微小电流。
漏电流通常非常小,但在某些情况下可能会影响电路的性能。
例如,当单片机引脚处于高阻态(如输入模式)时,引脚与地之间可能会有微小的漏电流。

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11
mattlincoln| | 2025-2-5 22:16 | 只看该作者
拉电流是指从单片机引脚向外流出的电流。当单片机输出高电平时,允许外部电路从单片机的引脚拉出电流,这个电流即为拉电流。

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12
albertaabbot| | 2025-2-5 22:43 | 只看该作者
一般来说,单片机的拉电流能力较弱。例如,常见的一些单片机每个引脚在输出高电平时能提供的拉电流通常较小,可能只有几十微安到几毫安不等,不同型号的单片机拉电流能力会有所差异。

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13
yeates333| | 2025-2-6 11:18 | 只看该作者
在大多数情况下,漏电流对单片机的正常工作影响较小,可以忽略不计。但在一些对精度要求极高的应用中,如精密测量、微弱信号检测等,漏电流可能会对测量结果产生一定的影响,需要进行相应的校准或补偿。

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14
lihuami| | 2025-2-6 12:52 | 只看该作者
在设计单片机的外围电路时,必须查阅单片机的数据手册,了解每个引脚的最大拉电流和灌电流规格,并确保电路设计不会超过这些限制。同时,对于漏电流,需要考虑其在整个系统功耗中的作用,尤其是在电池供电或低功耗应用中。

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15
qiufengsd| | 2025-2-6 16:32 | 只看该作者
拉电流是指单片机引脚输出低电平时,从引脚流向地(GND)的电流。也就是说,当引脚输出为低电平时,它能够将外部电路的电流“拉”入地。

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16
burgessmaggie| | 2025-2-6 17:13 | 只看该作者
漏电流是指当单片机的引脚处于高阻抗状态(如输入模式或引脚未被配置)时,引脚与地或电源之间存在的微小电流。

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17
maudlu| | 2025-2-6 18:15 | 只看该作者
在高精度测量等对电流精度要求较高的应用中,需要对漏电流进行补偿。可以通过测量漏电流的大小,在软件中对测量结果进行修正,以提高测量的准确性。

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18
phoenixwhite| | 2025-2-6 19:10 | 只看该作者
当单片机输出端为高电平时,从输出端流出到负载的电流称为拉电流。

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19
louliana| | 2025-2-13 19:29 | 只看该作者
灌电流是指单片机引脚输出高电平时,从电源流入引脚的电流。也就是说,当引脚输出为高电平时,它能够将电流“灌”入外部电路。

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20
rosemoore| | 2025-2-13 20:26 | 只看该作者
灌电流是指单片机引脚在输出低电平时,外部电流流入引脚的电流。当单片机引脚输出低电平时,相当于引脚为外部负载提供接地通路,电流从外部电源经过负载流入引脚。

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