เหตุใดทรานซิสเตอร์สองตัวจึงมักใช้แทนกัน

20

การออกแบบวงจรจำนวนมากที่ฉันเห็นด้วยทรานซิสเตอร์ใช้ทรานซิสเตอร์สองตัวถูกล่ามโซ่ไว้ด้วยกันแทนที่จะใช้เพียงทรานซิสเตอร์เดียว กรณีในจุด:

3.3V -> เครื่องขยายสัญญาณ 5V

วงจรนี้ออกแบบมาเพื่อให้อุปกรณ์ที่มี 3.3V UART สามารถสื่อสารกับไมโครคอนโทรลเลอร์ 5V

ฉันเข้าใจว่าเมื่อปิด Q2, TX_TTL จะสูงและเมื่อเปิด Q2, TX_TTL จะต่ำ คำถามของฉันคือทำไมไม่เรียกใช้ UART_TXD โดยตรงกับฐานของ Q2 แทนที่จะใช้ Q1 เพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าฐานของ Q2

transistors uart npn

— เนท
แหล่งที่มา

8

การใช้ทรานซิสเตอร์หนึ่งตัวจะทำให้สัญญาณกลับด้าน ทรานซิสเตอร์สองตัวพลิกกลับด้านอีกครั้ง

— pjc50

1

ไม่จำเป็นต้องใช้ทรานซิสเตอร์คู่หากใช้ PNP เนื่องจากการเลื่อนระดับตรรกะไม่เกิดขึ้น

— Lesto

23

สิ่งที่คุณมีคือแอมพลิฟายเออร์สองสเตจ - สองแอมป์ต่อเนื่อง ในการกำหนดค่าวงจรดังกล่าวอัตราขยายของตัวขยายสัญญาณทั้งสองทวีคูณ เนื่องจากแต่ละขั้นตอนมีตัวอย่างผลลบของคุณกำไรโดยรวมจึงเป็นบวกอีกครั้ง

สมมุติว่า Q1 และ R2 มีเกจของแรงดันไฟฟ้า -10 และ Q2 พร้อมกับ R3 สร้างได้รับ -10 เช่นกัน จากนั้นกำไรโดยรวมคือ 100 ซึ่งเป็นบวกและใหญ่กว่ากำไรของด่านเดียว

ในตัวอย่างของคุณนี่หมายถึงสิ่งต่อไปนี้: ถ้า UART_TXD สูง, TX_TTL ก็จะสูงเช่นกัน หากคุณข้าม Q1 และป้อน Q2 โดยตรงด้วย UART_TXD ดังนั้น TX_TTL จะต่ำเมื่อ UART_TXD สูง

— PRIMAX
แหล่งที่มา

4

เห็นด้วย - ในตัวอย่างวงจรดิจิตอลที่ได้รับนั้นไม่สำคัญเพียงแค่สัญญาณกลับกันเท่านั้น นั่นคือสิ่งที่ย่อหน้าสุดท้ายของคำตอบของฉันพูด อย่างไรก็ตามคำถามถูกถามในลักษณะทั่วไปไม่ จำกัด เฉพาะโดเมนดิจิทัล ในวงจรอนาล็อกที่คุณทำขั้นตอนน้ำตกในการสั่งซื้อเพื่อเพิ่มสัญญาณขนาดเล็กกำไร

— primax

การได้รับที่สูงขึ้นในขั้นตอนการแสดงผลแบบดิจิตอลจะหมายถึงการเปลี่ยนผ่านที่รวดเร็วกว่า ทรานซิสเตอร์ตัวเดียวจะ "ช้าลง" อาจเป็นเรื่องสำคัญหากการได้รับต่ำมากจนต้องใช้อัตราร้อยละที่สำคัญของสัญญาณนาฬิกาเพื่อให้สัญญาณเปลี่ยนเป็น hi / lo หรือ lo / hi อย่างเต็มที่?

— Matt B.

9

ตามที่ระบุไว้โดยผู้อื่นจุดประสงค์หลักที่นี่คือเพื่อให้ได้ตัวแปลงระดับที่ไม่กลับด้าน

สำหรับ "คะแนนพิเศษ" คุณสามารถใช้วงจรด้านล่าง
ไดรเวอร์ต้องสามารถให้กระแสเอาต์พุต (แต่ไม่ใช่แรงดันไฟฟ้า)
เนื่องจาก Iload_max = ~ 5V / 10k = 0.5 mA แหล่งอินพุตส่วนใหญ่จะเป็น OK

Vin = high = 3V3 -> Q1 off
Vout ถูกดึงสูงโดย R2

Vin = low = ground -> Q1 เมื่อ
Vout ถูกดึงไปยัง Vin ผ่าน Q1 CE เมื่อ
I load = 5V / 10k จะต้องจมลงในไดรฟ์อินพุต

วงจรนี้มีค่าพิเศษเมื่อขับโหลดแรงดันสูงจากไมโครคอนโทรลเลอร์ Vout max ถูกกำหนดโดยระดับแรงดันไฟฟ้าของ Q1
ขาของไดรฟ์อินพุตจะต้องสามารถรับกระแสโหลดได้

นี่คือ "สามัญฐาน" แอมป์ 'วาดตลก'

แผนผัง

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

— Russell McMahon
แหล่งที่มา

! ที่น่าสนใจ มีข้อดีใด ๆ ในการใช้วิธีการสองทรานซิสเตอร์ (แสดงในคำถามเดิมของฉัน) มากกว่าการกำหนดค่านี้หรือไม่? ฉันแค่สงสัยว่าทำไมผู้ออกแบบในวงจรที่ฉันดูจะเลือกใช้ทรานซิสเตอร์สองตัวถูกล่ามโซ่ไว้ด้วยกันแทนที่จะเป็นโครงแบบนี้ซึ่งต้องการเพียงหนึ่งเดียว!

— เนท

2

@ เนท - ดังที่ฉันได้กล่าวไว้วงจรทรานซิสเตอร์หนึ่งตัวนั้นจำเป็นต้องใช้ไดรเวอร์อินพุตเพื่อให้สามารถรับกระแสโหลดได้ ในกรณีของสัญญาณระดับตรรกะ (เช่นที่นี่) นี่เป็นปัญหาที่ไม่ค่อยเกิดขึ้น ในกรณีที่โหลดไฟฟ้าคนขับมักจะไม่สามารถจมกระแสไฟเพียงพอ | เหตุผลอื่นที่ไม่ใช้มันเป็นเรื่องผิดปกติและผู้คนไม่สามารถมองเห็นวิธีการใช้งานและมีแนวโน้มที่จะทำให้สมองเกิดการระเบิด

— รัสเซลแม็คมาฮอน