¿Cómo funciona un desplazador de nivel bidireccional?

2

Tengo el siguiente circuito con un NPN HEXFET Q1 (BS170)

Corrígeme si me equivoco:

Cuando el microcontrolador TX-3V3 es 3.3V , es decir, 1 lógico, el TX-5V es un 1 lógico. Esto se debe a que la puerta de Q1 está CERRADA cuando \ $ V_ {GS} \ $ es mayor que 0, y ABIERTO cuando no lo es. Así que ahora está ABIERTO desde \ $ V_ {GS} = 0 \ $.

Pregunta:

Me confundo cuando el microcontrolador TX-3V3 es 0V, es decir, lógico 0. Sé por mis mediciones que el resultado es que el TX-5V es 0 en este caso. No entiendo porque

Yo diría que la puerta de Q1 está cerrada, ya que \ $ V_ {GS} \ approx 3.3V \ $. Puedo pensar en posibles situaciones, corríjame cuando mi proceso de pensamiento sea incorrecto, quiero saber mis errores :

  • El TX-5V tiene impedancia, y como la corriente toma el camino de menor resistencia, supongo que la corriente proveniente de la fuente de 5V fluirá hacia el TX-3V3. Sin embargo, entonces, ¿qué pasa? Siempre pienso en la corriente como canicas moviéndose a través de un tubo. Dado que el TX-3V3 es un 0, ¿a dónde fluirán las canicas? No hay conexión a tierra ...
  • Otra de mis conjeturas es que el voltaje a través del resistor R2 será de 5V, por lo que el potencial restante en el TX-5V es de 0V. En este escenario todavía no hay terreno sin embargo. Entonces, ¿dónde puede ir la corriente? Responda a esta pregunta: Dado que la corriente no tiene a dónde ir, ¿significa esto que no hay voltaje en R2?

Según la asignación, el TX-5V también puede controlar el '1' o '0' lógico para el TX-3V3. ¿Puede alguno de ustedes explicar el escenario en el que el TX-3V3 es 0V y el TX-5V es 5V? ¿Cómo podrá el TX-5 controlar el TX-3V3, como el TX-3V3 controla el TX-5?

    
pregunta user1534664

1 respuesta

1

Cuando la entrada de 3.3 V se baja a 0 V, la fuente está a 0 V, la compuerta está a 3.3 V y el MOSFET está (más o menos para esta parte en particular) 'activado'.

Por lo tanto, el controlador para el TX-3.3V hunde la corriente de R1 y R2 y la salida va ligeramente por encima del voltaje de entrada (porque Rds (encendido) > 0 y algo de corriente pasa por R2).

Si baja la salida del TX-5V, el diodo del cuerpo del MOSFET conduce y lleva la entrada del TX-3.3V (y la fuente del MOSFET) hasta el nivel bajo del TX-5V más 0.6V o menos. Si el MOSFET tiene un voltaje de umbral lo suficientemente bajo, el canal conduce reduciendo aún más el voltaje de la fuente y la situación es la misma que cuando se maneja desde el otro lado (el canal MOSFET conducirá en cualquier dirección).

Sin hacer una evaluación detallada, creo que este MOSFET de canal n en particular es bastante marginal. Sugiero elegir algo con un Vgs (th) inferior garantizado a 1 mA, algo más parecido al BSS138.

    
respondido por el Spehro Pefhany

Lea otras preguntas en las etiquetas