拉电流、灌电流和漏电流

news/2024/4/13 11:34:58/文章来源:https://blog.csdn.net/RookieThree/article/details/136446100
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)

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