Convertidor de nivel de transistor

Considere una solución de dos etapas con un inversor o comparador de drenaje abierto seguido de un inversor CMOS.

La primera etapa podría construirse con un transistor discreto o con un dispositivo lógico de drenaje abierto. En cualquier caso, el tiempo de subida estará limitado por la combinación RC de la resistencia de pull-up y la capacidad de carga. Con una resistencia de pull-up de valor bastante bajo, como 2 kOhms y una carga de 15 pF (para el chip de la siguiente etapa que sugeriré a continuación), tendría una constante de tiempo de 30 ns en el flanco ascendente, que está razonablemente dentro de sus especificaciones.

Para la segunda etapa, el CMOS de la vieja escuela CD4069 funciona a hasta 18 V, y tiene un retraso de propagación de 30-60 ns y tiempos de subida / caída de 50-100 ns cuando se opera a 10 V (mejorando para mayor voltaje).

De su pregunta no queda claro si los "frentes" de 15 a 100 ns que usted especifica son para el tiempo de subida o el retardo de propagación. Con esta combinación cumple con el requisito de tiempo de subida; pero puede estar cerca del límite de demora de propagación: es posible que tenga que ajustar la resistencia de pull-up en la primera etapa para compensar el consumo de energía frente a la demora.

Editar

Después de pensar en esto un poco más, me di cuenta de que esta solución probablemente no será lo suficientemente rápida para cumplir con sus especificaciones, ya que la especificación de tiempo de subida de CD4069 se basa en una carga de 50 pF. Con 1000 pF de carga, no es probable que veas un aumento de 100 ns, lo que parece más probable.

Una alternativa puede ser construir su propio inversor CMOS a partir de FET discretos o un par complementario como NTJD4158C . La ventaja de usar discretos es que podrá simular el rendimiento de su conmutador y asegurarse de que proporcionará los tiempos de subida / bajada y los retrasos de propagación que necesita antes de construirlo.

  

Necesito crear un convertidor de nivel rápido, 5V en - > 12V fuera ...

     

Tengo una carga de 100-1000pf y necesito unos frentes de 15-100ns.

Ambos requisitos suenan como controladores MOSFET. Va a ser extremadamente difícil (no fuera de cuestión, pero difícil) hacer esto con transistores discretos. Si tuviera sus requisitos, buscaría controladores MOSFET de bajo nivel como MIC4426 o FAN3111E .

Para esa velocidad, creo que necesitarías un transistor MOS, seguramente no un BJT (NPN o PNP). No sé sobre otras familias de JFET y demás, pero los transistores MOS "pequeños" deberían funcionar bien.

En cuanto al convertidor de nivel, si te entendí correctamente, quieres tener un dispositivo que convierta un 1 (5V) lógico en un 1 (12V) lógico.

Si tiene acceso a una fuente de alimentación separada (que puede ser, por supuesto, 5V), solo haría un aumento convertidor para hacer 12V de 5V (necesitará un capacitor, inductor, diodo [schotty] y un transistor MOS preferiblemente), luego use la señal lógica 5V para ordenar el MOS desde su puerta. El MOS tendrá su fuente conectada a la salida del convertidor de refuerzo (12V), mientras que obtendrá la salida deseada de su drenaje. En este ejemplo necesitarás un PMOS. Por supuesto, hay muchas alternativas para usar el NMOS ya que son "mejores", pero pueden ser un poco más difíciles de controlar.

Tenga en cuenta que usar un convertidor elevador puede ser complicado y siempre debe proporcionar un sistema de retroalimentación para controlar el voltaje de salida para que no explote. Debería existir algún IC que haga todo lo anterior.