为什么经常使用两个晶体管而不是一个?

电器工程 晶体管 UART npn
2022-01-21 12:22:43

我看到的许多晶体管电路设计都使用链接在一起的两个晶体管,而不仅仅是使用一个晶体管。一个例子:

3.3V -> 5V 信号放大器

该电路旨在允许具有 3.3V UART 的设备与 5V 微控制器通信。

我知道当 Q2 关闭时,TX_TTL 为高电平,当 Q2 开启时,TX_TTL 为低电平。我的问题是,为什么不直接将UART_TXD运行到Q2的基极,而不是使用Q1来控制Q2的基极电压?

2个回答

你所拥有的基本上是一个两级放大器 - 两个连续的放大器。在这样的电路配置中,两个放大器的增益都成倍增加。由于在您的示例中每个阶段都有负增益,因此整体增益再次为正。

因此,假设 Q1 和 R2 的电压增益为 -10,Q2 和 R3 也产生 -10 的增益。那么总增益为100,为正值,远大于单级增益。

在您的示例中,这意味着:如果 UART_TXD 变高,TX_TTL 也会变高。如果省略 Q1 并直接用 UART_TXD 馈入 Q2,那么当 UART_TXD 为高电平时,TX_TTL 将变为低电平。

正如其他人所指出的,这里的主要目标是实现同相电平转换器。

对于“加分”,您可以使用下面的电路。
驱动器需要能够提供输出电流(但不是电压)。
由于 Iload_max =~ 5V/10k = 0.5 mA,大多数输入驱动源都可以。

Vin = 高 = 3V3 -> Q1 关闭
Vout 被 R2 拉高。

Vin = 低 = 接地 -> Q1 开启。
Vout 在 I load = 5V/10k 时通过 Q1 CE 拉至 Vin,
必须由输入驱动吸收。

当从例如微控制器驱动高压负载时,该电路具有特殊价值。Vout max 由 Q1 的额定电压设置。
输入驱动引脚必须能够吸收负载电流。

这是一个“画得很有趣”的“通用基础”放大器。

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图