Deslocador de nível único de transistor

Preciso de um deslocador de nível direcional simples e único para conversão de 3.3V -> 5V.

Existem muitas opções na internet, algumas usando um ic lógico e outras usando 2 transistores NPN (conversor e inversor), mas nunca encontrei uma opção usando apenas um único transistor (e 2 resistores).

Meu entendimento é que, quando a entrada é de 3,3V, o transistor está bloqueando e o R2 puxa a saída; enquanto que quando a entrada é 0V, o transistor está passando e puxa a saída para o transistor VCE (sat).

Então, por que esse conversor não funcionaria? Deve haver uma razão...

A-BJT único nível shifter em questão iria trabalhar: Se a impedância de entrada do dispositivo no lado do 5 Volt é significativamente maior do que a 6,8 k mostrada na pergunta, o esperado ~ 0,3 para ~ 5 Volt sinal seria recebido ( tomada um 2n2222 como exemplo ).

No entanto, para entradas de baixa impedância, a entrada atuaria como um divisor de tensão com o resistor de 6,8 k, atenuando significativamente a parte alta do sinal.

Por exemplo, se a impedância de entrada da carga no lado de 5 volts fosse, digamos, 100 k, o sinal chegaria a cerca de 4,6-4,7 volts. Ainda não é tão ruim.

Qualquer menor, e o nível se torna problemático. É quando é preciso uma alternativa, como uma configuração de dois transistores mencionada na pergunta, para conduzir o trilho de saída com mais força.

Eu gosto da sua solução. Como a pergunta é sobre soluções simples, tenho algumas alternativas (algumas soluções fornecidas pela Microchip AQUI ):

1) Conexão direta: se Voh (tensão de saída de alto nível) da sua lógica de 3.3V for maior que Vih (tensão de entrada de alto nível), tudo o que você precisa é de uma conexão direta. (também é necessário para esta solução que o Vol (tensão de saída de baixo nível) da saída de 3,3V seja menor que o Vil (tensão de entrada de baixo nível) da entrada de 5V).

2) Se as condições acima estiverem próximas, muitas vezes você pode aumentar levemente a tensão de saída de alto nível com um resistor de pull-up (para 3,3V) e conectar diretamente os sinais.

3) O resistor de pull-up pode fornecer uma pequena quantidade de aumento de tensão de alto nível. Para mais, você pode usar diodos e pull-up de 5V. O circuito mostrado não desliga para 5V, mas aumenta a tensão de entrada de alto nível para a lógica de 5V pela quantidade de queda de tensão de um diodo (appx 0,7v). Deve-se tomar cuidado com esse método para que você ainda tenha um nível baixo válido, pois isso também é gerado por uma queda de diodo. Os díodos Schottky podem ser utilizados para um ligeiro aumento da tensão de alto nível, minimizando o aumento indesejado da tensão de baixo nível. Consulte a nota de aplicativo acima mencionada para obter mais informações sobre este circuito .:

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

4) Se você puder lidar com uma inversão lógica (e não exigir pull-up ativo), um resistor de mosfet e pull-up pode ser usado:

^{simule este circuito}

5) Sei que você não está procurando uma solução lógica de lógica, mas, para completar, mencionarei uma (provavelmente de muitas). O MC74VHC1GT125 é um "deslocador de nível lógico não inversor de buffer / CMOS com entradas compatíveis com LSTTL" "em um pacote SOT23-5 ou SOT-353. Pequeno simples e barato.

Aparentemente, esse assunto também foi discutido no outro dia: Suba de 3,3V a 5V para E / S digital, embora a solução esteja incorreta (obrigado Dave Tweed).