Nota : Corrigido problema de inversão lógica.
2ª Atualização : Faixa de tensão de saída fixa, usando MOSFET em vez de BJT
Os princípios básicos do problema, como você o descreveu, parecem ser chamados de "shifter de nível lógico" ou conversor. A essência é que você possui um sinal de lógica digital (binária) em um determinado nível de sinal e deseja adaptá-lo a outro nível de sinal.
Os sinais lógicos digitais são normalmente classificados de acordo com a família lógica original a que pertencem. Os exemplos incluem TTL (baixo: 0, alto: + 5V), CMOS (baixo: 0, alto: 5 a 15V), ECL (baixo: -1,6, alto: -0,75), LowV (baixo: 0V, alto: +3,3 )
Idealmente, você também deve estar ciente do limite de comutação. Por exemplo, níveis de tensão do sinal lógico que mostram os níveis de tensão lógica TTL nos dois primeiros gráficos.
Se você deseja amplificar um sinal lógico que é 0 ou 1,4V, um único transistor pode ser configurado como um interruptor eletrônico para atuar como um conversor de nível.
(src: mctylr )
Na sua aplicação, a saída é a saída de nível 5V (0 ou 5V, dependendo do status baixo / alto) e M1
pode ser um transistor MOSFET comum de modo de aprimoramento de canal N de sinal pequeno, o orifício de passagem de plástico 2N7000 no TO-92 e Embalagem SMT.
Os resistores R2
devem ter 330Kohms (os detalhes adicionais do componente do resistor não são críticos, por exemplo, tolerância de 1 ou 5%, classificação de 1/8 a 1/4 Watts são bons).
Os valores de resistência do resistor não são particularmente críticos, escolhi um valor padrão aproximado para que, se M1
não estiver conduzindo, a saída fique abaixo de ~ 0,8 V, enquanto M1
estiver conduzindo (ou seja, a entrada é de 1,4V, 'alta') e, em seguida, a saída será de aproximadamente 5V. Escolhi o valor usando uma rápida simulação SPICE.
V3
é uma fonte de tensão de + 1,4V e V2
é uma fonte de tensão de + 5V.
Os outros valores (tolerância e potência) são valores comuns do componente de furo passante usados para selecionar o componente do mundo real, mas não são críticos neste aplicativo.
Esse é um circuito muito simples e pequeno, custando cerca de 25 centavos ou menos por três partes eletrônicas comuns.
Como você não mencionou nenhum requisito de alta velocidade (ou seja, velocidade de comutação), isso deve funcionar na maioria dos casos simples.
Adotei essa abordagem de usar um MOSFET em vez de um transistor de junção bipolar, pois tive problemas para fazer um único BJT dar o balanço de tensão desejado ao alternar. Do ponto de vista do projeto, o bom dos FETs (e MOSFETs) é que eles são dispositivos controlados por tensão (em termos de um modelo de design), em vez de controlados por corrente como o BJT.