作业帮I/O口电流与电压的关系是怎样的?
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/15 18:59:34
I/O口电流与电压的关系是怎样的?
例如：I/O口的输出高电平为3.3V,而它最大具有20mA的驱动能力.假如我在其出口处接一个1欧的电阻到地,那么由欧姆定律得出流过电阻的电流为3.3/1=3.3A,但是这与最大驱动电流20mA是矛盾的,这该如何解释呢?还有一般的驱动电流是不是负载的变化而变化?但是它应该有一个最大值.继电器需要一定大小的驱动电流才能正常工作,可是用I/O口经过三极管放大,这样放大了电流,就不应该考虑此时的驱动电压又不够了吗?
例如：I/O口的输出高电平为3.3V,而它最大具有20mA的驱动能力.假如我在其出口处接一个1欧的电阻到地,那么由欧姆定律得出流过电阻的电流为3.3/1=3.3A,但是这与最大驱动电流20mA是矛盾的,这该如何解释呢?还有一般的驱动电流是不是负载的变化而变化?但是它应该有一个最大值.继电器需要一定大小的驱动电流才能正常工作,可是用I/O口经过三极管放大,这样放大了电流,就不应该考虑此时的驱动电压又不够了吗?
I/O口的输出高电平为3.3V,而它最大具有20mA的驱动能力.
这句话可以这样理这个端口不能输出大于20MA的电流.如果大了,这个口就会损坏.
假如我在其出口处接一个1欧的电阻到地,那么由欧姆定律得出流过电阻的电流为3.3/1=3.3A
你假设的这种情况：你的MCU已经坏了.3.3A是个什么概念?要发多少热,你的MCU能受得了吗?还是在不考虑其它口的情况. 所以除非你想烧MCU,不然强烈建议你不要再这样折腾了.
还有一般的驱动电流是不是负载的变化而变化?
你这句话是正确的.但是一定要注意,不能超过驱动元件的驱动能力.打个比方：你的MCU是一个水库,你的负载是下游的河,河和水库通过一个坝连接了.你的负载增大了,你的河中水流要增大,就迫使坝的缺口大了,更多的水从水库流出.但是水库中的水是有限的,你要再大的话也没水流了.驱动元件的驱动能力就相当于水库中的水的容量.
继电器需要一定大小的驱动电流才能正常工作,可是用I/O口经过三极管放大,这样放大了电流,就不应该考虑此时的驱动电压又不够了吗?
继电器一般都要几十MA的电流才能驱动,直接用I/O肯定是不行了.要把小电流转化为大电流,你也知道了,就是用三极管.
至于你说的驱动电压的关系,看来你是不了了解电路是怎么接的.给你个图.
看着没有,驱动电压是从电源12V来的,不是从MCU I/O来的.明白吗?
你的问题好长啊!
再问： 你的解释很详细，并且你给的这个电路我也基本能看懂。非常感谢！可我还有一理解不知道对不对，还请你指教。就是关于I/O口接小电阻的问题。因为I/O口一般情况都能维持恒压，但在外部电阻很小的时候，这个小电阻与I/O口的等效内阻（可以将其看成一个内阻很小的恒压源）可以相比时，在外部电阻上的压降将远远小于3.3V，所以其电流也就不可能为3.3A了。还请您继续给点评点评！谢谢。
再答： 不是这样的。之所以不能输出是因为I/O口的内部结构。 I/O结构一般是三极管或MOS管，输出通路上串有电阻 阻值不等。你想一般单片机供电5V，假如你内部串的是1K电阻，你最大的输出电流才能是5/1K=5MA.（这样，是三极管的饱合状态） 以前见过一个图，很详细，但是找不到了。回头找找再给你看。 其实你说的也有道理，只是没有说到点子上。对I/O口电路等效的话，输出电阻越小，带负载能力越强，也就是能过的电流越大。可惜单片机是人家造的，人家设计的输出电阻导致了只能带20MA负载。
这句话可以这样理这个端口不能输出大于20MA的电流.如果大了,这个口就会损坏.
假如我在其出口处接一个1欧的电阻到地,那么由欧姆定律得出流过电阻的电流为3.3/1=3.3A
你假设的这种情况：你的MCU已经坏了.3.3A是个什么概念?要发多少热,你的MCU能受得了吗?还是在不考虑其它口的情况. 所以除非你想烧MCU,不然强烈建议你不要再这样折腾了.
还有一般的驱动电流是不是负载的变化而变化?
你这句话是正确的.但是一定要注意,不能超过驱动元件的驱动能力.打个比方：你的MCU是一个水库,你的负载是下游的河,河和水库通过一个坝连接了.你的负载增大了,你的河中水流要增大,就迫使坝的缺口大了,更多的水从水库流出.但是水库中的水是有限的,你要再大的话也没水流了.驱动元件的驱动能力就相当于水库中的水的容量.
继电器需要一定大小的驱动电流才能正常工作,可是用I/O口经过三极管放大,这样放大了电流,就不应该考虑此时的驱动电压又不够了吗?
继电器一般都要几十MA的电流才能驱动,直接用I/O肯定是不行了.要把小电流转化为大电流,你也知道了,就是用三极管.
至于你说的驱动电压的关系,看来你是不了了解电路是怎么接的.给你个图.
看着没有,驱动电压是从电源12V来的,不是从MCU I/O来的.明白吗?
你的问题好长啊!
再问： 你的解释很详细，并且你给的这个电路我也基本能看懂。非常感谢！可我还有一理解不知道对不对，还请你指教。就是关于I/O口接小电阻的问题。因为I/O口一般情况都能维持恒压，但在外部电阻很小的时候，这个小电阻与I/O口的等效内阻（可以将其看成一个内阻很小的恒压源）可以相比时，在外部电阻上的压降将远远小于3.3V，所以其电流也就不可能为3.3A了。还请您继续给点评点评！谢谢。
再答： 不是这样的。之所以不能输出是因为I/O口的内部结构。 I/O结构一般是三极管或MOS管，输出通路上串有电阻 阻值不等。你想一般单片机供电5V，假如你内部串的是1K电阻，你最大的输出电流才能是5/1K=5MA.（这样，是三极管的饱合状态） 以前见过一个图，很详细，但是找不到了。回头找找再给你看。 其实你说的也有道理，只是没有说到点子上。对I/O口电路等效的话，输出电阻越小，带负载能力越强，也就是能过的电流越大。可惜单片机是人家造的，人家设计的输出电阻导致了只能带20MA负载。