풀업(Pull up) / 풀다운(Pull down) 저항

 

- 플로팅(floating) 상태

칩에 정보를 입력할 때 입력 핀에 5V(High), 혹은 0V(Low)의 전압을 가한다. 그러나 입력 핀에 5V도 0V도 입력이 안 되는 상태가 되면, 칩 자체는 자신의 그 핀에 1이 입력되었는지, 0이 입력되었는지 모르는 상태가 되어 오작동하게 되는데, 칩 핀의 이러한 상태를 플로팅 되었다라고 한다.

그러므로 입력을 받는 쪽 핀을 0 혹은 1의 값으로 묶어 놓을 필요가 있는데 풀업 저항과 풀다운 저항이 이러한 역할을 한다.

* 플로팅 : 허공에 뜨다, 아무것도 연결을 하지 않는 상태, 또는 서로 절연되어 있는 상태를 말한다. 전자적으로는 아무것도 연결을 하지 않으면 각종 노이즈나 주위 환경에 따라서 H의 입력이 될 수도 있고 L도 될 수도 있다. 소자특성마다 주위환경과 노이즈에 따라 H, L상태가 수시로 변하기 때문에 정확한 디지털 소자의 입출력에 방해를 준다.

1. 풀업(Pull-up) 저항

논리적으로 H-레벨 상태를 유지하기 위해 신호의 입력/출력 단자와 전원(Vcc) 단자 사이에 접속하는 저항.

스위치	ON	OFF
(a) 그림	0V(Low)	Floating
(b) 그림	0V(Low)	+5V(High)

그림1의 Logic은 입력을 low로 만들어놓은 그림이다. 여기서 (a)와 (b)의 차이가 바로 풀업 저항의 의미가 된다. 일단, (a) 그림을 보면 스위치가 ON되면 전원으로부터 접지라인까지 바로 연결이 되므로 이 Logic은 low가 인가된다. 그런데 스위치가 OFF 될 경우는 입력 상태가 어떤 상태인지 알 수가 없다. 이런 경우를 floating 되어있다고 한다.

floating 상태에서는 입력 레벨이 어떤지 알 수 없기 때문에 Logic Device가 동작하는데 문제가 생길 수 있다. 왜냐하면 알 수 없는 입력이 들어왔기 때문에 알 수 없는 결과 값이 나오게 되기 때문이다. 이런 floating 되어 있는 입력 상태를 없애주고자 고안된 것이 풀업 저항이다.

풀업 저항의 주목적은 바로 스위치가 OFF 될 때가 된다. (b)그림을 보면 (a)그림과는 다르게 풀업 저항을 통해서 전원 +5V로 연결이 되어 있기 때문에 스위치가 OFF되더라도 입력 값의 혼동이 없다. 즉, 이른바 알려진 입력 상태가 되는 것이다. 그리고 풀업 저항이 없으면 스위칭 시 과도한 전류가 흐를 개연성이 많기 때문에, 디바이스에 안 좋은 영향을 끼칠 수가 있다. 이런 문제도 풀업(또는 풀다운)저항으로 해결할 수가 있다.

2. 풀다운(Pull-down) 저항

논리적으로 L-레벨 상태를 유지하기 위해 신호의 입력/출력 단자와 접지 단자 사이에 접속하는 저항.

 

스위치	ON	OFF
(a) 그림	+5V(High)	Floating
(b) 그림	+5V(High)	0V(Low)

풀다운 저항의 경우는 위의 그림과 같이 전압이 아니라 접지(GND) 쪽에 저항을 물린다. 그러므로 스위치가 OFF되었을 때 입력 값의 혼동이 없이 L의 값을 가지게 된다.