プルダウン抵抗値

質問

LSIのピン処理で、ご相談がしたく
書き込みさせていただきました。
問題のピンはGPIO(1.1V)CMOS
ソース、シンク電流±4mA
とデータシートには書いてあるのですが、
プルダウン処理したい場合、抵抗値は
どのように決めたらよいのでしょうか。
4.7kなどの高抵抗でよいのでしょうか。
よろしくおねがいします。

回答No.3

takepon256

おそらく電源投入時には入力設定になっていて、ソフトウェア設定により出力にも変更できるピンと推測いたします。

ソフトウェアのミスでHighドライブした時にデバイスの寿命を縮めそうなので、GND直結はやめておいたほうが良いでしょう。
（GND直結でも保護回路により4mAしか流れないのでショート等の故障にはなりません）

お礼

ありがとうございました。
データシートを詳しく読んでみます！
非常に分かりやすい説明ありがとございました。

回答No.2

takepon256

単に空きピンの処理であればGND直結でも問題なく動作しますが、ドライブもするのであれば、275Ω（=1.1V/4mA）以上の抵抗でHigh出力可能です。

抵抗値の下限は上記で求められますが、上限は入力電流が分からないと計算できませんので、とりあえず計算例を挙げておきます。

例えば入力電流が5uAと規定されているのであれば、それ以上の電流を流せるだけの抵抗値を選択します。
つまり、1.1V/5uA＝220kΩ 以下の抵抗値であればLowレベルと認識されることになります。

この計算例からいくと、275Ω～220kΩ　であればプルダウン可能ということになりますが、ディレーティングや抵抗での消費電流・発熱を考慮に加えて設計します。

補足

takepon様、アドバイスありがとうございます。
問題のピンは空きピンです。
このピンはGPIOなのですが、
GND直結でも大丈夫なのでしょうか。
GPIOは恐らく、二つのCMOSに繋がってて、
一方はinput側、もう一方はoutput側に接続されている
と考えています。（データシートには内部回路情報なし）
CMOSのoutputにGND直結の場合、
CMOSの上部のMOSがONされてしまった場合、
電源とショートしてしまわないか心配です。
素人的な心配で申し訳ありません。

ドライブ時の計算方法、大変分かりやすかったです。
ありがとうございます。

回答No.1

x-nishi

これは、信号線として使用するピンのプルダウン処理ですか？それとも空きピンの処理ですか？
それからこのLSIを実装する基板はどのような用途でどのようなユニットに組み込まれますか？同じユニット内に他の基板は組み込まれますか？

以下、弱電（15V以下）しか扱わない、数十MHz程度のデジタル基板という前提で。

空きピンの処理ならば、電流が4mAを超えなければまず問題はありません。とはいえあまりにも大きすぎるとノイズに対して弱くなることがありますので、1kΩ～10kΩくらいがいいと思います。

信号線として使用するピンのプルダウンならば、その信号に要求される特性に応じて決める必要があります。接続先のデバイスによっても変わってきますので、しっかりと考えて設計してください。
とはいえ、基本はオームの法則です。電圧が一定ならば、プルダウン抵抗が小さければ大きな電流が流れるし、抵抗が大きければ小さな電流しか流れないわけです。

補足

x-nishi様
問題のピンは空きピンの処理です。
x-nishi様の前提通り、弱電の数十MHZ程度のデジタル基板です。
例えば、10kの抵抗を接続した場合、
1.1/10000=0.11mAが流れ、4mA以下なので
問題なしと考えてよいということでしょうか。
でもこの場合、抵抗に1.1Vがかかり、
LSIのピンは0Vに落ちない気もするのですが、
そこの考え方が分かってないです。。
素人程度の考えで申し訳ありません。。