Muchos aparatos modernos utilizan una conexión de alimentación de 5V. Internamente están trabajando con 3.3V. ¿No sería más fácil tener 5V en todas partes?
Los ejemplos son muchos dispositivos USB o enrutadores (usan 5V para alimentación pero 3.3V para comunicación en serie).
5 V se utilizó mucho en las primeras familias lógicas, y especialmente en TTL. Mientras que TTL es mucho passé , ahora todo el mundo todavía habla de "niveles TTL". (Incluso escucho que UART se describe como "bus TTL", que es un nombre inapropiado: es un canal de comunicación de nivel lógico, pero puede ser un voltaje diferente a 5 V.) En TTL 5 V fue una buena opción para los puntos de ajuste de los BJT y para una alta inmunidad al ruido.
El nivel de 5 V se mantuvo cuando la tecnología cambió a HCMOS (CMOS de alta velocidad), con 74HC como la familia más conocida; Los circuitos integrados 74HCxx pueden funcionar a 5 V, pero el 74HCT también es compatible con TTL para sus niveles de entrada. Esa compatibilidad puede ser requerida en circuitos de tecnología mixta, y esa es la razón por la que 5 V no se abandonarán completamente pronto.
Pero HCMOS no necesita 5 V como los transistores bipolares de TTL. Un voltaje más bajo significa un menor consumo de energía: un IC HCMOS a 3.3 V normalmente consumirá un 50% o menos de energía que el mismo circuito a 5 V. Entonces, creará un microcontrolador que funciona internamente a 3.3 V para ahorrar energía, pero tiene 5 VI / Os. (La E / S también puede ser tolerante a 5 V; luego funciona a los niveles de 3,3 V, pero no se dañará con 5 V en sus entradas. Además de la compatibilidad, 5 V también ofrece una mejor inmunidad al ruido.
Y va más allá. He trabajado con los controladores ARM7TDMI (NXP LPC2100) con un núcleo que se ejecuta en 1.8 V, con 3.3 V de E / S. El voltaje más bajo es un ahorro de energía adicional (solo el 13% de un controlador de 5 V), y también una EMI más baja. El inconveniente es que necesita dos reguladores de voltaje.
Así que esa es la tendencia: voltajes internos cada vez más bajos para un menor consumo de energía y EMI, y externamente un voltaje más alto para una mejor inmunidad al ruido y conectividad.
Claro. Pero recuerde que el consumo de energía aumenta con el cuadrado de voltaje. Aumentar el voltaje usado de 3.3V a 5V aumenta el consumo de energía en 2.3 veces. Por lo tanto, es valioso utilizar un voltaje tan bajo como sea posible, incluso si hay algunas pérdidas en la fuente de alimentación debido a la conversión.
La mayoría de los dispositivos electrónicos tenían +5 disponibles a bordo pero, cuando los circuitos solo requerían 3.3v, era más fácil reducir la tensión en el chip en lugar de requerir que los fabricantes rediseñen sus fuentes de alimentación y tableros para agregar 3.3v. La menor tensión no solo reduce el consumo de energía, sino que en los circuitos digitales de alta velocidad lleva menos tiempo pasar de un riel a otro.
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