Source(拉电流) Sink（灌电流）详解

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一个重要的前提：灌电流和拉电流是针对端口而言的，而且都是针对IC的输出端口。


名词解释——灌：注入、填充，由外向内、由虚而实。渴了，来一大杯鲜榨橙汁，一饮而尽，饱了，这叫“灌”。


灌电流（sink current） ，对一个端口而言，如果电流方向是向其内部流动的则是“灌电流”，比如一个IO通过一个电阻和一个LED连接至VCC，当



该IO输出为逻辑0时能不能点亮LED，去查该器件手册中sink current参数。


名词解释——拉：流出、排空，由内向外，由实而虚。一大杯鲜橙汁喝了，过会儿，憋的慌，赶紧找卫生间，一阵“大雨”，舒坦了，这叫“拉”。


拉电流（sourcing current），对一个端口而言，如果电流方向是向其外部流动的则是“拉电流”，比如一个IO通过一个电阻和一个LED连至GND，当





该IO输出为逻辑1时能不能点亮LED，去查该器件手册中sourcing current参数。





拉电流与灌电流


1、概念
      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。
      


这里首先要说明，芯片手册中的拉、灌电流是一个参数值，是芯片在实际电路中允许输出端拉、灌电流的上限值（允许最大值）。而下面要讲的这个





概念是电路中的实际值。
      


由于数字电路的输出只有高、低（0，1）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”。
     





对于输入电流的器件而言：





              灌入电流和吸收电流都是输入的，





              灌入电流是被动的，





              吸收电流是主动的。





              如果外部电流通过芯片引脚向芯片内‘流入’称为灌电流（被灌入）；


反之如果内部电流通过芯片引脚从芯片内‘流出’称为拉电流（被拉出）


2、为什么能够衡量输出驱动能力
      


当逻辑门输出端是低电平时，灌入逻辑门的电流称为灌电流，灌电流越大，输出端的低电平就越高。由三极管输出特性曲线也可以看出，灌电流越





大，饱和压降越大，低电平越大。


然而，逻辑门的低电平是有一定限制的，它有一个最大值UOLMAX。在逻辑门工作时，不允许超过这个数值，TTL逻辑门的规范规定UOLMAX ≤0.4～0.5





V。所以，灌电流有一个上限。


       当逻辑门输出端是高电平时，逻辑门输出端的电流是从逻辑门中流出，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，逻辑门的高电平是有一定限制的，它有一个最小值UOHMIN。在逻辑门工作时，不允许超过这个数值，TTL逻辑门的规范规定UOHMIN ≥2.4V。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，否则高电平输出时，拉电流会使输出电平低于UOHMIN；低电平输出时，灌电流会使输出电平高





于UOLMAX。所以，拉电流与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，因为，例如灌电流是负





载给的，负载越多，被灌入的电流越大）


       由于高电平输入电流很小，在微安级，一般可以不必考虑，低电平电流较大，在毫安级。所以，往往低电平的灌电流不超标就不会有问题。用





扇出系数来说明逻辑门来驱动同类门的能力，扇出系数No是低电平最大输出电流和低电平最大输入电流的比值。
   


在集成电路中， 吸电流、拉电流输出和灌电流输出是一个很重要的概念。
拉即泄，主动输出电流，是从输出口输出电流。
灌即充，被动输入电流，是从输出端口流入


   
吸则是主动吸入电流，是从输入端口流入


吸电流和灌电流就是从芯片外电路通过引脚流入芯片内的电流,区别在于吸收电流是主动的，从芯片输入端流入的叫吸收电流。灌入电流是被




动的,从输出端流入的叫灌入电流。


      拉电流是数字电路输出高电平给负载提供的输出电流，灌电流时输出低电平是外部给数字电路的输入电流，它们实际就是输入、输出电流能力。
     吸收电流是对输入端（输入端吸入）而言的；而拉电流（输出端流出）和灌电流（输出端被灌入）是相对输出端而言的。