음의베이스 이미 터 전압으로부터 NPN 트랜지스터를 보호합니까?

BC548 트랜지스터를 사용하여 5V RS-232 극성 신호 (논리적 0 = + 5V, 논리 1 = -5V)를 3.3V TTL 극성 (논리적 1 = 3.3V, 논리 0 = 0V)으로 변환하는 회로가 있습니다.

RS-232 출력이 높을 때 출력을 낮게 당기거나 그 반대로 가져 오도록 NOT 게이트를 형성합니다.

참고로 RS-232 장치 (GPS 수신기)는 9600bps로 전송되며 Raspberry Pi의 UART에 연결됩니다.

내 회로는 다음과 같습니다.

그러나이 구성은 RS-232 입력의 네거티브 전압으로 인해 트랜지스터가베이스 이미 터 접합에서 -5V의 전압을 보게됩니다. BC548의 최대 Vbe는 -6V이지만베이스 이미 터 접합부에서 음의 전압을 최소화하여 트랜지스터를 보호하고 싶습니다.

일부 검색 후 Raspberry Pi 포럼에서 트랜지스터를 음의 전압으로부터 보호하기 위해 다음 회로를 제안하는 게시물을 발견했습니다.

회로를 구성했으며 성공한 것 같습니다. 최저 Vbe 전압은 약 -0.5V입니다. 내 디지털 멀티 미터는 초당 약 5 회만 업데이트하고 더 명확하게 볼 수있는 오실로스코프는 없지만 이전에는 약 -5V에서 가장 낮은 Vbe 전압을 보여주었습니다.

내 질문은 이것입니다 :

1. 왜 다이오드가 어디에 위치합니까? 올바르게 해석하면, 가장 낮은 Vbe가 다이오드의 순방향 드롭 다운과 동일하고 저항 R1을 통해 접지에서 음의 전압 RS-232 핀으로 흐르는 전류가 있음을 의미합니다. RS-232 입력과 R1 사이 또는 R1과 트랜지스터 Q1 사이에 다이오드를 배치하여 핀으로 흐르는 전류를 차단하는 것이 더 합리적이지 않습니까?

2. 회로도는 내가 사용한 1N4148 고속 다이오드를 사용한다고 말합니다. 1N4148 대신 1N4001을 사용하는 데 단점이 있습니까? 9600bps는 각 비트의 길이가 약 100uS이고 1N4001의 일반적인 역방향 복구 시간이 2uS임을 의미합니다. 1N4148의 일반적인 역방향 복구 시간은 4nS입니다. 분명히 1N4148이 스위칭 속도가 더 빠르지 만이 상황에서 실제로 차이가 있습니까?

다이오드가 최상의 위치에 있으며 적절한 유형입니다.

입력이 양수일 때 전도하는 트랜지스터베이스와 동일하게 입력이 음수 일 때 전도합니다. 47K 저항은 일반 RS-232 부하 의 약 1/10입니다 . 전압을 차단할 수도 있지만 -100V 스파이크 (ESD)는 1N4148을 분해하고 EB 접합을 분해하여 돌이킬 수없는 손상을 일으킬 수 있습니다.

또한 1N4148은이 애플리케이션에 적합한 다이오드입니다. "스위칭 다이오드", 낮은 정전 용량 및 빠른 역 회복입니다. 1N4001은 적어도 느린 전송 속도에서 정상적으로 작동 할 것입니다. 200mA 등급 매우 높은 전압하더라도 수단은 저항 호까지 적어도 이상, 트랜지스터가 완전히 보호되고 입력에서 나타나는 ,.