풀업저항[풀다운저항]

플로팅 상태와 풀업 저항이 달린 회로 해석 >>
그림1의 로직은 입력을 low로 만들어놓은 그림들이다.
그런데, (a)와 (b)의 차이가 바로 풀업저항의 의미가 된다.

일단, (a) 그림을 보면, 스위치가 눌렸을 때 전원으로 부터 접지라인까지 바로 연결이 되니까 이 로직은 low가 인가가 되는데 스위치가 떨어졌을 경우는, 입력 상태가 어떤 상태인지(정해지지 않은) 알 수 가 없게 된다.
이런 경우를 "플로팅 되어있다" 라고 한다.
이 상태(플로팅 상태-floating state)에서는 입력 레벨이 어떤지 알 수 없기 때문에 로직 디바이스가 동작하는데 문제가 생길 수 있다.
왜냐면, 알 수 없는 입력(사용자 입장에서)이 들어왔기 때문에 알 수 없는 결과값이 나오게 되기 때문이다.
여기서 알수 없는 결과라 함은 사용자가 의도하는 의미를 말한다.

이렇게 플로팅되어 있는는 입력 상태를 없애주고자 고안된게 풀업 저항(그림2의경우는 풀다운)이다.
그럼 그림1 (b)의 그림을 보면, 마찬가지로 스위치가 눌렸을 때, 풀업저항에 의한 약간의 전압 강하를 빼곤 위에서 설명한 것과 같다는 것을 알 수 있다.
풀업 저항의 주 목적은 바로 스위치가 떨어져 잇을 때가 된다.
(a)번 그림과는 다르게 풀업저항을 통해서 전원 +5V로 연결이 되어 있기 때문에 스위치가 떨어져 있다하더라도, 입력값의 혼동이 없다. 즉, 이른바 알려진 입력 상태가 되는 것이다

그리고, 덧붙여 풀업 저항이 없을 경우, 스위칭이 일어날 때 과도한 전류가 흐를 개연성이 많기 때문에, 이로 인해 디바이스 안 좋은 영향을 끼칠 수가 있는데 이것 또한 풀업(또는 풀다은)저항으로 해결이 가능해 진다.

쉽게 예를 들어서 설명을 다시 하면, 스위치가 ON(눌림) - OFF(안 눌림) - ON - OFF 로 동작한다고 가정하면, (a)번 그림의 회로는 0V - F(floating) - 0V - F(floating) 이런식의 입력이 들어가게 된다.
이와는 다르게 (b) 그림에서는 Floating 대신 +5V (실제론 저항에 의한 전압 강하가 일어나 더 낮은 전압 또는 전류값이 됩니다.)가 인가되어, 0V - +5V - 0V - +5V 이렇게 인가가 된다.

스위치가 ON 상태일 때 전류는 왜 접지쪽으로만 흐르게 될까 >>
아주 적은 양의 전류 -보통 leakage current라고 하는데. (-)전압을 빼곤 모두 접지쪽으로 흐른다.
원리적으로 접지의 전압레벨이 낮기 때문에 입력단자의 전압레벨도 접지쪽으로 맞추져야 하므로 입력은 low가 되는게 맞다.
입력단자의 전압레벨이 접지의 레벨과 같다고 하더라도 상관없다.
어차피 전압레벨은 low가 되니까.

스위치를 OFF시켰을때 풀업저항의 값이 많이 높게 되면 회로쪽으로 입력되는 전압은 거의 없을수도 있는데 왜 high가 되는걸까 >>
스위치를 떼었을때, 입력단에 입력되는 전압이 거의 없을 경우는 풀업 저항값이 엄청 큰 경우와 입력 단자의 전압 레벨이 접지 레벨 수준이어서 모든 전압이 풀업 저항에서 강하가 일어날 경우인데, 전자의 경우는 적정선에서 너무 크지 않은 풀업 저항을 달아주면 되고, 후자의 경우는 입력 단자의 전압 레벨이 접지 레벨이라는 것은 회로적으로 아무런 의미가 없기 때문에 고려하지 않아도 된다.

풀업(풀다운) 저항값 설정  >>
풀업저항값을 선택하는 방법에는 사용되는 logic family에 따라 조금씩 다르다.
TTL, CMOS +5V 논리 게이트는 보통 DC 입력 전류값으로 20mA 정도를 사용하기 때문에 입력단을 high인 상태에 놓기 위해, 수 mA정도 범위의 입력이 인가되도록 해야한다.
이 역할을 하는게 풀업 저항이다. 소자 종류에 따라 다르지만, 보통 풀업으로 1.5㏀에서 4.7㏀(일반적) 또는 10㏀까지 사용한다.
풀업 저항에서 일정 부분 전류 분배가 일어나 나머지가 입력으로 들어올테니까 (전압, 전류 분배를 생각하면 수월하다.)
수 mA의 전류를 만들려면, 수 ㏀의 저항이 필요하다.

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    풀업 저항 또는 풀다운 저항

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트라이 스테이트(high, low, open) 에서 풀업은 평상시 high, 풀다운은 low를 유지하여 외부에 노이즈나 오동작을  막아준다.
( -> open(high인지 low인지 모름)상태를 막는다 )

- 풀업 저항
디지털 회로에서 논리적으로 H레벨 상태를 유지하기 위하여
신호의 입력 또는 출력 단자와 VCC 전원단자 사이에 접속하는 저항

- 풀다운 저항
디지털 회로에서 논리적으로 L레벨 상태를 유지하기 위하여
신호의 입력 또는 출력 단자와 접지 단자 사이에 접속하는 저항

사용 목적 / 이유
1.  입력단에서
  -* 입력 논리값을  H,L 로 올바르게 인가하기 위해서
  -* 현재 입력 신호를 사용하지 않으나 나중에 사용할려는 경우

2.  출력단에서
  -* 오픈 콜렉터 또는 오픈 드레인 회로의 경우
  -* 출력 전류를 증대시키려는 경우

3.  초기값을 정확하게 부여하기 위해서

((Paradise is Where I am)) | 닝기리ㅋ
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