9张图给你详解讲解上/下拉电阻
1.拉电流和灌电流
电子元器件在广义上分为有源器件和无源器件。
有源器件需要电源（能量）才能实现其特定的功能，如运算放大器在有输入信号的前提下，如果不提供电源，运算放大器无法实现其放大功能。
无源器件在工作时，不需要外加电源，只要输入信号就能正常工作，比如在信号线上串联33Ω的电阻，无论是否提供电源，只要有信号经过，电阻就能实现阻流的作用。
通常定义流入器件的电流为正，流出器件的电流为负
器件输入端有电流流进时，称为吸电流，属于被动；器件输出端有电流流出时，称为拉电流，属于主动；器件输出端有电流流入时，称为灌电流，属于被动。
以运算放大器为例：
对电源来说，运算放大器属于负载，电源提供电流让其工作，此时运算放大器在吸收电流。
对运算放大器来说，当它输出高电平，提供负载电流时，此时电流方向为负，成为拉电流；当它输出低电平，消耗负载电流，此时电流方向为正，称为灌电流。
2.上/下拉电阻定义
在电子元器件中，并不存在上拉电阻和下拉电阻这两种实体的电阻。之所以这样称呼，是在实际使用过程中，根据具体使用场景来定义的，其本质还是电阻。就像去耦电容，耦合电容一样，也是根据其应用场景取名，其本质还是电容。
上拉电阻的定义：在某信号线上，通过电阻与一个固定的高电平VCC相接，使其电压在空闲状态保持在VCC电平，此时电阻被称为上拉电阻。
下拉电阻的定义：将某信号线通过电阻接在固定的低电平GND上，使其在空闲状态保持GND电平，此时电阻为下拉电阻。
如下图所示，R1为上拉电阻，R2为下拉电阻。如果R1的阻值在上百K，能提供给信号线上的负载电流非常小，对负载电容充电比较缓慢，此时电阻被称为弱上拉。
同理当下拉的电阻非常大时，导致下拉的速度比较缓慢，此时的电阻被称为弱下拉，而当上下拉的电平可以提供较大的电流给芯片时，此时的电阻被称为强上拉或强下拉。
3. 上/下拉电阻的应用
1） 用在OC/OD门
所谓OC门就是Open Collector ，集电极开路，如下图：
所谓OD门就是Open Drain，漏极开路，如下图：
从OC门和OD门电路可以看出，当输入电平为H时，输出电平为L；当输入点平为L时，此时输出电平为不稳定状态，即高阻态，容易受到外界干扰。
OC门和OD门电路不具备输出高电平能力。此时，如果在集电极或漏极上增加上拉电阻，如下图：
当输入为高电平时，输出还为低；输入为低电平时，输出电平为VCC。此时的OC门和OD门就具备了输出高电平、低电平的功能，而且电平被固定的钳位在VCC或GND。
2） 用在按键电路
按键电路的工作原理时当按键未被按下和按下时电平取反，MCU通过检测到该管脚的信号电平被取反了，判断按键是否被按下。原理图如下：
当按键未被按下时，此时MCU的IO口检测到高电平；当按键被按下时，此时检测到低电平，上拉电阻是为了保证按键未被按下时处于一个固定的高电平。
3） 用在IIC总线
IIC总线上的上拉电阻时必须要增加的，为了保证空闲状态时，SDA和SCL都处于高电平。
当IIC协议用在电平时3.3V以上时，建议使用4.7K上拉电阻。当电压小于3.3V时，使用2.2~3K的上拉电阻。
用在逻辑IC悬空的管脚
数字逻辑电路中由于内部门会同时开通或关断，SSN噪声相比一般的电路较大，管脚悬空就比较容易受到芯片内部和外界的电磁干扰，在数字电路中不用的输入脚都要接固定电平，推荐使用1K电阻接高电平或接地。
在单片机驱动类似LED的负载时，使用上拉电阻可以提高I/O口的驱动能力。在三极管的BE之间增加下拉电阻，可以保证三极管在初始状态下处于稳定的关断状态。
4.上/下拉电阻的选型
从功耗角度
上拉电阻和电源相连接，下拉电阻和GND相连接，在对电阻进行选型时，需要考虑电阻自身带来的损耗。比如在按键电路中，电阻取10K可以满足条件，取20K也可以。但很明显电阻取20K时，电阻消耗的能量更低。在对待机有需求的电路中，需要严格控制上下拉电阻的取值。
从驱动能力的角度
驱动能力的大小和提供的电流有关。比如在OC门和OD门电路中，上拉电阻取太大，在输出高电平时，无法为后级提供较大的电流。
如下图，LED正常工作时需要5~10mA电流，如果电阻取太大，LED无法点亮，因此需要结合LED灯的电流和电压来选取上拉电阻。
从信号速率的角度
在IIC的总线上需要加上拉电阻，上拉电阻太大，会减慢信号由低向高电平转变的时间，上升沿变缓，影响信号速率。