전압 증가

이진 신호 0V ~ 1.4V가 있는데 직접 변경할 수 없습니다. 1.4V를 2.5V 이상으로 높이기 위해 어떤 회로 (PCB상의)를 사용할 수 있습니까?

트랜지스터가 필요합니까? 1.4V가있을 때 "닫힐"스위치를 찾고있는 것 같습니다. 나는 전자 공학에서 완전한 멍청한 놈이지만 물리학에서는 괜찮고 방정식을 이해하고 있습니다.

논리 레벨 시프터를 요구하고 있습니다.

당신을 위해 모든 것을하는 패키지화 된 칩들이 있지만, 개별 부품들로 직접 칩을 만드는 것도 어렵지 않습니다. 각기 다른 트레이드 오프를 갖는 여러 가지 방법이 있습니다.

NXP Semiconductors의 AN10441 에서이 회로도 를 사용하여 해당 기능을 얻는 매우 우아한 방법을 찾을 수 있습니다.

이 회로도에는 2 개의 신호 라인이있는 I²C 버스의 로직 레벨 시프터가 표시됩니다. 하나의 라인 시프트 만 필요한 경우 하나의 MOSFET과 2 개의 풀업 저항 (하나는 게이트에, 다른 하나는 드레인에) 만 있으면됩니다. 마찬가지로, 더 많은 라인 시프트가 필요한 경우 각 라인에 MOSFET 및 풀업 저항 쌍을 추가하기 만하면됩니다.

3.3V 및 5V 로직 레벨의 회로도에 표시된 예의 경우, 유비쿼터스 2N7000과 같은 모든 소 신호 MOSFET이 작동합니다. 그러나 대부분의 일반 MOSFET은 _{VGS (th)} 최대 값이 너무 높아 1.4V 로직 레벨에서 작동하지 않습니다. Vishay TN0200K 또는 Zetex (Diodes, Inc.) ZXMN2B14FH 와 같은보다 전문적인 제품을 찾아야합니다 .

풀업 저항 (R _p ) 의 값은 애플리케이션에 따라 다소 다르지만, 그 이후에도 광범위한 범위를 갖습니다. 10 kΩ은 여기서 널리 사용되는 값으로 속도, 잡음 및 전류 소모 사이의 균형을 잘 유지합니다. 특정 상황에서는 1kΩ의 낮은 값을 사용하고 다른 상황에서는 1MΩ의 북쪽 값을 사용하는 것을 볼 수 있습니다.

앱 노트는 회로 작동 방식을 설명하지만 다음과 같이 설명합니다.

• 풀업 저항은 데이터 라인에 연결된 것이 아무것도없는 상태 에서 한쪽의 저전압 로직 레벨 (V _DD1) 과 다른 쪽의 고전압 로직 레벨 (V _DD2 )로 데이터 라인을 가져옵니다 .

• 저전압 측이 신호 라인을 낮추면 MOSFET의 소스 핀을 아래로 드래그합니다. 게이트가 높게 묶여 있기 때문에 V _GS 가 V _{GS (th)} 임계 값을 통과 하면 MOSFET이 켜지 므로 고전압 쪽도 아래로 끌어서 전도됩니다.

• 고전압 측에서 동일한 작업을 수행하려는 경우 더 복잡합니다. 이 회로 체계는 모든 MOSFET에 기생 다이오드가 내장되어 있다는 사실에 의존합니다. 위 회로도의 MOSFET 기호에 표시되어 있습니다. MOSFET 기호는 항상 기생 다이오드가 표시된 상태로 그려지는 것은 아니지만 항상 존재합니다. 드레인 핀을 아래로 드래그하면 고전압 측이이 다이오드를 작동시켜 저전압 측의 소스 핀을 간접적으로 드래그합니다 이전의 경우와 동일한 문제가 발생합니다.

회로가 기본적으로 "높은 수준으로 상승"하는 경향이 모든 응용 분야에 적합한 것은 아닙니다. 한쪽 끝의 연결이 끊어 질 수 있고 연결된 상태로 남아있는 장치가 데이터 라인을 활발하게 끌어 내지 않으면 데이터 라인이 높은 수준으로 이동합니다. 높은 로직 레벨이 정상적인 유휴 상태이므로 I²C에 적합합니다. 데이터 라인이 그렇게 작동하지 않지만 어느 쪽도 플러그를 뽑을 수없고 라인을 낮추고 싶을 때 적어도 한쪽 끝이 항상 적극적으로 라인을 잡아 당기는 경우에도이 회로는 계속 작동합니다.

참고 : 논리 반전 문제가 수정되었습니다.

2 차 업데이트 : BJT가 아닌 MOSFET을 사용하는 고정 출력 전압 범위

설명한대로 문제의 기본 사항을 "논리적 레벨 시프터"또는 변환기라고합니다. 본질은 주어진 신호 레벨에서 디지털 로직 (이진) 신호를 가지고 있으며이를 다른 신호 레벨에 맞게 사용하려는 것입니다.

디지털 로직 신호는 일반적으로 자신이 속한 원래 로직 제품군 에 따라 분류 됩니다. 예는 TTL (낮음 : 0, 높음 : + 5V), CMOS (낮음 : 0, 높음 : 5 ~ 15V), ECL (낮음 : -1.6, 높음 : -0.75), LowV (낮음 : 0V, 높음 : +3.3)입니다. ).

이상적으로는 스위칭 임계 값도 알고 있어야합니다. 예를 들어 처음 두 그래픽에서 TTL 논리 전압 레벨 을 보여주는 논리 신호 전압 레벨 .

0 또는 1.4V의 논리 신호를 증폭하려는 경우 단일 트랜지스터를 전자식 스위치로 구성하여 레벨 변환기로 작동 할 수 있습니다.

(src : mctylr )

응용 프로그램의 출력은 5V 레벨 출력 (0 또는 5V 로우 / 하이 상태에 따라 달라짐)이고, M1제 1, 일반적인 소 신호 N 채널 인핸스먼트 모드 MOSFET 트랜지스터 일 수 2N7000 의 TO-92 플라스틱 관통 구멍 및 SMT 포장.

저항 R2은 330Kohm이어야합니다 (추가 저항 구성 요소 세부 사항은 중요하지 않습니다 (예 : 1 또는 5 % 공차, 1/8 ~ 1/4 와트 정격)).

저항의 저항 값은 특히 중요 M1하지 않습니다. 전도하지 않을 경우 출력이 ~ 0.8V 미만 M1이되고 전도 중일 때 (즉, 입력이 1.4V, '높음') 출력이 되도록 대략적인 표준 값을 선택했습니다. 대략 5V입니다. 빠른 SPICE 시뮬레이션을 사용하여 값을 선택했습니다.

V3+ 1.4V 전압원 V2이며 + 5V 전압원입니다.

다른 값 (공차 및 와트 수)은 실제 구성 요소를 선택하는 데 사용되는 일반적인 스루 홀 구성 요소 값이지만이 응용 프로그램에서는 중요하지 않습니다.

그것은 매우 간단하고 작은 회로이며, 일반적인 전자 부품 세 개에 대해 약 25 센트 이하의 비용이 듭니다.

고속 요구 사항 (예 : 스위칭 속도)에 대해서는 언급하지 않았으므로 가장 간단한 경우에 효과적입니다.

스위칭시 원하는 전압 스윙을 제공하는 단일 BJT를 만드는 데 문제가 있었기 때문에 바이폴라 접합 트랜지스터 대신 MOSFET을 사용하는이 방법을 채택했습니다. 설계 관점에서 볼 때 FET (및 MOSFET)의 장점은 BJT와 같이 전류 제어가 아니라 전압 제어 장치 (설계 모델 측면에서)라는 점입니다.

몇 개의 개별 컴포넌트 (트랜지스터 및 저항) 를 사용하여 로직 레벨 시프터 (즉, 소위 호출)를 구축하거나 IC와 같은 단일 컴포넌트 솔루션을 사용할 수 있습니다. 대부분의 IC는 1.4V의 낮은 입력 전압을 허용하지 않지만 페어차일드 FXLP34 를 찾았습니다 . (FXLP34P5X를 원하면 다른 버전에는 무연 패키지가 있으므로 납땜하기가 더 어렵습니다.)
연결 다이어그램 :

A 는 저레벨 입력 신호를 공급하는 곳이고 Y 는 "고"레벨 출력 신호입니다. Vcc1 은 1.4V 연결이며 필요한 출력 전압을 Vcc (최대 3.6V)에 연결하십시오.
이 장치는 수량이 적기 때문에 유통 업체에서 몇 개의 샘플을 공급할 수 있습니다.

추신 : 예, 작은 커서가 데이터 시트 의 이미지에도 있습니다 :-)

편집
PCB 공간이 중요한 경우 대체 부품 : OnSemi NLSV1T34 는 Damn Small ™ 1.2mm x 1mm DFN으로 제공 됩니다. SOT-353의 필사자들에게도 .

전압을 변경하려면 신뢰할 수있는 수동 권선 변압기를 사용할 수 있습니다. 서점으로 가서 햄 라디오 용 ARRL 일반 클래스 라이센스 매뉴얼 사본을 선택하십시오. 그렇게하는 방법을 알려줍니다.

전압 제어 스위치의 경우 Panasonic은 1381 전압 기반 트리거라고하는 IC를 만듭니다. 전압이 특정 수준 이하로 떨어질 때 스위치를 끄도록 설계되었습니다 (일반적으로 배터리가 방전 될 때 가제트를 끄는 데 사용). Solarbotics 에서 구할 수 있습니다 .

로직 신호가 1.4V 일 때 닫히고 0V 일 때 열리는 스위치를 원하면 매우 필요합니다.

로직 레벨이 높으면 트랜지스터가 켜지고 낮 으면 꺼집니다. 전원 공급 장치와 트랜지스터의 컬렉터 사이에 제어하려는 모든 것을 연결할 수 있습니다. 신호가 입력 논리 신호에서 반전 되더라도 접지와 공급 사이를 통과하는 논리 신호를 만들려는 경우 저항 일 수 있습니다. 또는 직렬로 적절한 전류 제한 저항을 가진 LED 또는 다른 많은 것일 수 있습니다. 구동되는 것이 유도 성일 수 있다면, 인덕터가 꺼질 때 킥백 전류를 포착하기 위해 다이오드를 컬렉터에서 추가해야합니다.

이것은 켜졌을 때 트랜지스터의베이스를 통해 약 1mA를 넣습니다. 트랜지스터에 대해 약 50의 이득을 보장함으로써, 출력은 트랜지스터가 스위치로 작동하도록 최대 50mA에 적합합니다.

전원 전압은 입력 로직 레벨과 무관하며 트랜지스터의 최대 Vce 사양 (이 예에서는 40V)을 초과하지 않아도됩니다.

저전압 측에서 파형을 제어 할 수 있습니까? 그렇다면 정류기 전압 이중 회로를 사용하여 펌프를 더 높은 전압으로 충전 할 수 있습니다. 이 방법의 유일한 단점은 저전압 측 출력이 "고 / 저"신호에서 "캐리어 / 캐리어 없음"신호로 전달되어야한다는 것입니다.