Bajo voltaje desde una compuerta lógica NAND, entonces el estado es alto

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He estado tratando de aprender a usar puertas lógicas. Quería usar la puerta lógica para golpear la señal digital de 3.3V MCU a 5V. Tomé un T74LS38D1 y el sistema se conectó. a 3.3v y GND en lugar de una MCU real. También conecté un multímetro para verificar el voltaje entre la GND y la salida de la compuerta.

Me sorprendió ver que el voltaje para ambas entradas establecidas en bajo era de alrededor de 1.2 a 1.4V. Se suponía que era un estado alto, por lo que esperaba cerca de 5V.

Cuando configuré ambas entradas en GND, el voltaje en la salida de la compuerta fue de alrededor de 0.15 V, que es lo que esperaba.

¿Por qué es tan bajo el voltaje de salida de puerta alta? ¿Me estoy perdiendo algo obvio?

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

  • También usé un chip de compuerta NAND diferente, SN74LS38N y sucedió lo mismo. Así que esto sugiere que mi entendimiento es incorrecto.
  • He puesto a tierra los pines de entrada no utilizados en el chip de la puerta lógica NAND.
pregunta Marek Lewandowski

3 respuestas

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La descripción de la medición de voltaje y el estado de las entradas no está del todo clara, pero supongo que el principal problema es que los circuitos integrados que está utilizando tienen salidas de colector abierto. Es (quizás) previsto dado que desea cambiar el nivel de voltaje, pero en cualquier caso, necesita una resistencia de pull-up en la salida para hacer que dicha compuerta funcione.

Pero no tiene mucho sentido utilizar una salida de colector abierto para propósitos de cambio de nivel cuando de todos modos está alimentando el IC desde 5V. Y en muchas situaciones (dependiendo de su caso de uso particular) la salida push-pull funcionará mucho mejor que la resistencia pull-up.

Si desea cambiar el voltaje de 3.3 V a 5 V usando la puerta lógica, vaya a la salida estándar de empuje y tracción, alimente la puerta con una fuente de 5 V y verifique si los niveles de entrada coinciden con el voltaje de salida IO de su MCU (TTL Las versiones compatibles de compuerta lógica son mejores en términos de rango de voltaje de alto nivel garantizado para tales propósitos).

    
respondido por el Martin
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El 74LS38 tiene salidas de colector abierto: el colector del transistor de salida solo está conectado al pin de salida, y no a nada en el chip. El transistor de salida puede tirar de la salida a tierra o "soltar" la salida.

Tienes que proporcionar algo fuera del chip para obtener una salida alta: una resistencia de 5K1 o más a +5 voltios funcionaría - entonces deberías ver que la salida se acerca mucho a + 5V cuando ambas entradas o cualquiera de las dos son bajas.

    
respondido por el Peter Bennett
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La respuesta de Martin tiene la idea correcta, pero no fue explícito en cómo abordar el problema.

Cambia tu salida NAND para que se vea así

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Ver si eso no ayuda.

Una salida de colector abierto esencialmente se parece a un cambio a tierra. No tiene capacidad para obtener un alto rendimiento físicamente alto, y lo que estaba viendo era el resultado de corrientes de fuga.

    
respondido por el WhatRoughBeast

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