回路を、抵抗を挿んでグランドライン(GND)に接続すること。このときの抵抗器をプルダウン抵抗という。

目次 目的 概要 結線方法 プルダウンする目的 押されていない時 押された時 問題点 アクティブ極性

目的

その目的は主として、そのラインに何も接続されていない状態になった時に、そのラインの電位を「Lレベル」に固定することにある。

プルダウンは、入力レベルがGNDレベルであることを明確にさせるために行なわれ、この目的のためにプルダウン抵抗が取り付けられる。

もし、回路がどこにも接続しない状態となったら、その回路のレベルはHかLかはっきりしない、宙に浮いた状態となる。これでは、CPU等は入力がONなのかOFFなのか判断できない。

プルダウンしてあれば、例えばそのラインがCPUの入力ポートに繋がっている場合、未接続状態なら自動でLレベルとなるため、CPUの入力はLレベルとなる。

概要

例えば、CPUのINポートに、スイッチを付けることを考えてみる。

結線方法

方法は二種類あるが、ここでは、押されていない時に入力はLレベル、押された時にHレベル、という正論理(以下、アクティブ・ハイ)で考えてみる。

この例では、INポートのラインに、抵抗を付けてGNDへ繋げ、同時に、スイッチはV_CCへ繋げる構成とする。この時、GNDとラインの間に入れる抵抗をプルダウン抵抗といい、このような回路を作ることをプルダウンする、という。

プルダウンする目的

スイッチを単にV_CCに繋げるだけだと、押されていない時にはHレベルでもLレベルでもない状態になってしまう。これを、回路がオープンになるといい、この様な状態ではHレベル、Lレベルの確定ができないため入力が不定になり、誤動作してしまう。

スイッチがV_CCに繋がっていることから、未使用時にはLレベルになるよう、GNDにも結線が必要となる。

しかし、単に回路をGNDに繋げるだけだと、スイッチを押された時にV_CCとGNDが短絡してしまう。そこで抵抗器を挟むが、これがプルアップ抵抗である。

押されていない時

こうすると、スイッチが押されていない時はV_CCに対するラインは断線しているのと同じ状態なので、電流は流れない。

代わりに、抵抗を経てGNDに繋がるので、INポートはGNDと同じ電位になる。

故に、押されていない時には、CPUから見るとLレベルの入力があるように見える。回路がオープンにならないため、入力も安定となる。

押された時

スイッチが押された場合、ラインには無抵抗でV_CCに直結するラインが形成されることになる。

さて、電流は抵抗の低い方に流れる特徴があるが、CPUのINポートにも意図的に抵抗器が組み込まれいて、若干電流が流れ込みにくいようになっている。

この場合、CPU内蔵の抵抗器よりも抵抗の大きな抵抗器をプルダウン抵抗とすることで、電流がCPUへ流れ込むように誘導する。このためにプルダウン抵抗は使われる。

問題点

上の例の場合、スイッチが押された時にはHレベルとなり、分かりやすいためソフトウェアも作りやすいが、V_CCとCPUが無抵抗で直結されるため良く無い設計だとされている。

そこで、このような場合は一般にプルアップで設計される。

アクティブ極性

プルアップでもプルダウンでもさして変わらないが、歴史的にプルアップが多用されて来たため、プルダウンは利用例が少ない。

TTL回路などではアクティブ・ローが主なので、プルダウンするということ自体は希だったが、CMOSではアクティヴ・ハイも普通に存在する。この時、プルダウンすることで未使用状態でLレベルにし、非アクティブ状態にする。

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関連する用語
アクティブ・ハイ
プルアップ抵抗
抵抗器
GND
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TTL
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プルアップ
オープン

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