¿Qué tiene de malo este cambiador de nivel de transistor único?

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Estaba intentando aumentar la salida de un pin del microcontrolador de 3.3V a 5V para la comunicación con otro dispositivo. Quería hacerlo con un solo bjt, y encontré un buen diseño para hacerlo aquí

palanca de cambios de nivel de transistor único

El diseño funciona bien y seguí adelante con el proyecto, pero me dejó con una pregunta: antes de buscar un diseño en línea, asumí que solo podía encender la resistencia en un cambiador de nivel de inversión de lógica estándar. desde el lado alto del transistor al lado bajo. es decir, he intentado esto

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Parecía un interruptor bastante sencillo. En la entrada BAJA, pensé que el transistor estaría apagado y la salida en 0V, y en ALTO el transistor estaría activo y conectando Vout a 5V. Sin embargo, la parte ALTA del plan no funcionó. Una entrada de 3.3V a la base llevó a Vout a una vecindad de 2V, con 3V en el transistor.

No tengo mucha experiencia con el Breadboarding, así que estoy seguro de que hay una explicación simple que me estoy perdiendo aquí. ¡Si alguien pudiera informarme sobre lo que está pasando, sería muy apreciado!

    
pregunta kb4444

1 respuesta

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La explicación simple es que, independientemente de lo que haga, el voltaje entre la base y el emisor en un transistor bipolar conductor siempre es de aproximadamente 1V. Entonces, si su base está a 3.3V, el emisor está alrededor de 2.3V. Todo el resto de la tensión (veces actual) se convierte en calor en el transistor, así que tenga cuidado.

Si desea una conmutación de lado alto, por ejemplo, para alimentar algo controlado por su E / S, debe usar un transistor PNP. En un PNP, las direcciones actuales se invierten, por lo que ahora podemos conectar el emisor a + 5V y el colector a la salida.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Tan pronto como el GPIO es 3.3V, se abre el NPN. Su corriente de colector es la corriente de base (¡negativa!) Para el PNP, que también hace que se abra. La salida es de aproximadamente 3V. No hay mucha mejora, pero si usas un voltaje de entrada de 12V, la salida sería de 10V, mientras que aún estaba a 2.3V con tu circuito.

Una mejor solución con menos caída de voltaje implica un MOSFET de mejora de canal P.

simular este circuito

La caída de voltaje típica en una pequeña señal de MOSFET es tan baja como 0.5V, para los MOSFET de potencia mucho más bajos. (A diferencia del transistor bipolar, que es una fuente de corriente controlable por corriente, un MOSFET es básicamente una resistencia controlable por voltaje, por lo que depende de la corriente).

    
respondido por el Janka

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