Pull-up Resistor क्या है और कैसे काम करता है ?

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Hello readers, Electronics field में आपकी जानकारी बढाने के संदर्भ में आज हम बात करेंगे Pull-up resistor के बारे में कि कैसे यह काम करता है और इसके लिये value कैसे select करें.

Definition

Pull-up resistor एक resistor है जो आसानी से digital circuits में देखा जा सकता हैं और connect रहता है input up से VDD (circuit का पॉजिटिव सप्लाई) तक. उदहारण के लिए digital chips जैसे 4000-series IC के input में pull-up resistor को देख सकते है (जैसा की निचे चित्र में दिखाया गया है).

Pull-up resistor सुनिश्चित करता है कि जब button pushed ना हो input pin हमेशा high state मे रहें जिसका मतलब यह है कि Pull-up resistor के बिना input, floating mode मे हो जाता है जिससे यह हवा के noise से समपर्क करके high और low के बीच input randomly बदलता रहता है.

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Pull-up resistor काम कैसे करता है?

ऊपर दिये गये चित्र के उदाहरण से हम यह सोच सकते है कि IC के input pin को ground से connect करने के बाद यह input impedance बन जाता है :

ये दो resistors, एक voltage divider बनाते हैं। यदि आप standard voltage divider circuit को देखते हैं, तो आप देख सकते हैं कि pull-up resistor R1 है और input impedance R2 है :

Impedance वास्तव में एक ऐसा resistance है जो आवृत्ति के आधार पर बदल सकता है लेकिन इस pull-up के लिए, हम केवल DC currents को consider करेगें ।

जब button को push नहीं दिया जाता है तो हम input pin पर voltage खोजने के लिए voltage divider formula का उपयोग कर सकते हैं:

आसानी से समझने के इस formula को rewrite किया गया है:

हम chip के input impedance को आसानी से measure कर सकते हैं । उदाहरण के लिए 10 kΩ के pull-up resistor को chip के input से connect करें, और input पर voltage को measure करें:

इस calculation के लिये हम VDD कि value 9V और Vpin value 8.5V लेगें I Ohm’s law के जरिये हम resitor में flow होने वाले current मापेंगे जिसके लिये resistor के across voltage drop भी निकालेंगे :

V=9V-8.5V= 0.5V

I=V/R= 0.5V/10 = 0.00005A=0.05mA

इसका मतलब 0.05 mA current इस resistor के through flow हो रहा है, और इस तरह input pin के माध्यम से नीचे ground पर भी । फिर से, 8.5 V के voltage drop और 0.05 mA के current के साथ किसी चीज का resistance खोजने के लिए Ohm’s law का उपयोग कर सकते हैं:

R=V/I= 8.5V/0.00005A= 170000 Ω = 170

इसलिये इस उदाहरण में input impedance 170 है जिसका मतलब यह है कि इस input के लिये pull-up resistor 17 से अधिक नहीं होना चाहियें I

Pull-up resistor के लिये value कैसे choose करें?

  1. Pull-up value जितना अधिक होगा, input पर voltage उतना ही कम होगा। यह जरुरी है कि chip को high, या logical 1, इनपुट के रूप में देखने के लिए voltage काफी अधिक है । इसलिये Pull-up resistor कि value बहुत अधिक नहीं हो सकता I
  2. यदि हम उदाहरण के लिए 100 Ω चुनते हैं, तो समस्या यह है कि जब हम बटन दबाते हैं तो इसमें से बहुत अधिक current प्रवाहित होती है । 9V power supply के साथ,  हमें 100 Ω के across 9V मिलता है, जो कि 90mA है । यह एक unnecessary बर्बादी है power की, लेकिन इसका मतलब यह भी है कि resistor को 0.81W power का सामना करना पड़ता है जबकि अधिकांश resistors केवल 0.25W तक ही संभाल सकते हैं । इसलिये Pull-up resistor कि value बहुत कम भी नहीं हो सकती I
  3. Pull-up resistor चुनते समय यह thumb rule ध्यान रखनेवाला है कि cicuit का resistance value, pin के input impedance या internal resistance से कम से कम 10 गुना छोटा हो ।

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