Przełącznik zmiany poziomu w jednym tranzystorze

Potrzebuję prostego, jednokierunkowego przełącznika poziomu do konwersji 3,3 V -> 5 V.

W Internecie jest wiele opcji, niektóre wykorzystują logikę ic, a niektóre wykorzystują 2 tranzystory NPN (konwerter i falownik), ale nigdy nie znalazłem opcji używającej tylko jednego tranzystora (i 2 rezystorów).

Rozumiem, że gdy napięcie wejściowe wynosi 3,3 V, tranzystor blokuje się, a R2 podnosi wyjście; podczas gdy gdy napięcie wejściowe wynosi 0 V, tranzystor przechodzi i ściąga sygnał wyjściowy do tranzystora VCE (sat).

Dlaczego więc taki konwerter nie miałby działać? Musi być tego powód...

Przesuwnik poziomu z pojedynczym BJT w pytaniu działałby: Jeśli impedancja wejściowa urządzenia po stronie 5 woltów jest znacznie wyższa niż 6,8 k pokazane w pytaniu, oczekiwany byłby oczekiwany sygnał od ~ 0,3 do ~ 5 woltów ( biorąc 2N2222 jako przykład ).

Jednak dla wejść o niższej impedancji wejście działałoby jak dzielnik napięcia z rezystorem 6,8 k, znacznie tłumiąc wysoką część sygnału.

Na przykład, jeśli impedancja wejściowa obciążenia po stronie 5 woltów wynosiłaby, powiedzmy, 100 k, sygnał osiągnąłby wartość szczytową przy około 4,6-4,7 woltów. Nadal nie jest tak źle.

Każda niższa, a poziom staje się problematyczny. To wtedy potrzebna jest alternatywa, taka jak zestaw dwóch tranzystorów wspomniany w pytaniu, aby mocniej napędzać szynę wyjściową.

Podoba mi się twoje rozwiązanie. Ponieważ pytanie dotyczy prostych rozwiązań, mam kilka alternatyw (niektóre rozwiązania dostarczone przez Microchip TUTAJ ):

1) Połączenie bezpośrednie: Jeśli Voh (wysokie napięcie wyjściowe) z logiki 3.3V jest większe niż Vih (wysokie napięcie wejściowe), wszystko czego potrzebujesz to bezpośrednie połączenie. (dla tego rozwiązania wymagane jest również, aby Vol (niskie napięcie wyjściowe) na wyjściu 3,3 V było mniejsze niż Vil (niskie napięcie wejściowe) na wejściu 5 V.)

2) Jeśli powyższe warunki są bliskie, często można nieco podnieść napięcie wyjściowe wysokiego poziomu za pomocą rezystora podciągającego (do 3,3 V) i bezpośrednio podłączyć sygnały.

3) Rezystor podciągający może zapewnić niewielki wzrost wysokiego napięcia. Aby uzyskać więcej, możesz użyć diod i podciągania do 5 V. Pokazany obwód nie podciągnie się do 5 V, ale zwiększy napięcie wejściowe wysokiego poziomu do logiki 5 V o wielkość spadku jednej diody (około 0,7 V). Tą metodą należy zachować ostrożność, aby nadal mieć prawidłowy niski poziom, ponieważ jest to również podniesione o jeden spadek diody. Diody Schottky'ego mogą być stosowane do nieznacznego wzrostu napięcia wysokiego poziomu przy jednoczesnym zminimalizowaniu niepożądanego wzrostu napięcia niskiego poziomu. Więcej informacji na temat tego obwodu można znaleźć we wspomnianej wyżej notatce aplikacji:

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

4) Jeśli możesz poradzić sobie z odwróceniem logiki (i nie wymaga aktywnego podciągania), możesz użyć mosfetu i rezystora podciągającego:

^{zasymuluj ten obwód}

5) Wiem, że nie szukasz rozwiązania logicznego, ale dla kompletności wspomnę o jednym (prawdopodobnie wielu). MC74VHC1GT125 jest "nieodwracającego Buffer / CMOS Logic Level Shifter z LSTTL kompatybilne wejść" w pakiecie SOT23-5 lub SOT-353. Mały prosty i tani.

Najwyraźniej ten temat był również omawiany innego dnia: Zwiększenie 3,3 V do 5 V dla cyfrowych wejść / wyjść, chociaż rozwiązanie jest nieprawidłowe (dzięki Dave Tweed).