Cambio a singolo livello a transistor

Ho bisogno di un semplice cambio di livello unidirezionale per la conversione da 3,3 V -> 5 V.

Ci sono molte opzioni su Internet, alcune usano una logica ic e alcune usano 2 transistor NPN (convertitore e inverter), ma non ho mai trovato un'opzione usando solo un singolo transistor (e 2 resistori).

La mia comprensione è che quando l'ingresso è a 3.3V, il transistor si blocca e R2 tira su l'output; mentre quando l'ingresso è 0 V il transistor passa e tira giù l'uscita al transistor VCE (sat).

Quindi, perché un tale convertitore non dovrebbe funzionare? Ci deve essere una ragione...

Il cambio di livello a singolo BJT nella domanda funzionerebbe: se l'impedenza di ingresso del dispositivo sul lato 5 Volt è significativamente superiore ai 6,8 k mostrati nella domanda, il segnale atteso da ~ 0,3 a ~ 5 Volt verrebbe ricevuto ( prendendo un 2n2222 come esempio ).

Tuttavia, per ingressi a impedenza inferiore, l'ingresso fungerebbe da partitore di tensione con il resistore da 6,8 k, attenuando in modo significativo la parte alta del segnale.

Ad esempio, se l'impedenza di ingresso del carico sul lato 5 Volt fosse, diciamo, di 100 k, il segnale si riempirebbe di circa 4.6-4.7 Volt. Ancora non troppo male.

Qualsiasi inferiore e il livello diventa problematico. Questo è quando si ha bisogno di un'alternativa, come una configurazione a due transistor menzionata nella domanda, per guidare più duramente la guida di uscita.

Mi piace la tua soluzione. Poiché la domanda riguarda le soluzioni semplici, ho alcune alternative (alcune soluzioni fornite da Microchip QUI ):

1) Connessione diretta: se Voh (tensione di uscita di alto livello) dalla logica di 3,3 V è maggiore di Vih (tensione di ingresso di alto livello), è sufficiente una connessione diretta. (è inoltre necessario per questa soluzione che Vol (tensione di uscita di basso livello) dell'uscita 3.3V sia inferiore alla Vil (tensione di ingresso di basso livello) dell'ingresso 5V).

2) Se le condizioni di cui sopra sono vicine, è spesso possibile aumentare leggermente la tensione di uscita di alto livello con una resistenza di pull-up (a 3,3 V) e collegare direttamente i segnali.

3) La resistenza di pull-up può fornire una piccola quantità di aumento della tensione di alto livello. Per di più, è possibile utilizzare diodi e pull-up fino a 5 V. Il circuito mostrato non salirà fino a 5 V, ma aumenterà la tensione di ingresso di alto livello alla logica 5 V della quantità di una caduta di tensione del diodo (circa 0,7 V). Bisogna fare attenzione con questo metodo che si ha ancora un basso livello valido poiché anche questo è aumentato di una caduta di diodi. I diodi Schottky possono essere utilizzati per un leggero aumento della tensione di alto livello, riducendo al contempo l'aumento indesiderato della tensione di basso livello. Fare riferimento alla nota dell'app sopra menzionata per ulteriori informazioni su questo circuito .:

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

4) Se è possibile gestire un'inversione logica (e non richiede pull-up attivo), è possibile utilizzare un mosfet e una resistenza pull-up:

^{simula questo circuito}

5) So che non stai cercando una soluzione logica, ma per completezza ne citerò una (probabilmente di molte). L' MC74VHC1GT125 è un " Spostatore di livello logico buffer non inverso / CMOS con ingressi compatibili LSTTL" in un pacchetto SOT23-5 o SOT-353. Piccolo semplice ed economico.

Apparentemente questo argomento è stato anche discusso l'altro giorno: intensificare da 3,3 V a 5 V per l'I / O digitale sebbene la soluzione non sia corretta (grazie Dave Tweed).