¿Por qué no funciona como debería el transistor de 3 a 5 voltios?

Question

Una búsqueda rápida en Google de " Transistor de 3v a 5v " me da docenas de diagramas de circuitos que se parecen a la opción A de abajo con un transistor NPN y una resistencia de pull-up. Si construyo el diagrama en iCircult, funciona como se espera. Sin embargo, cuando lo conecto en una protoboard, no funciona como debería. Sin ninguna alimentación en la base, obtengo Vout = 4,95v. Con alimentación a la base obtengo Vout = 0v por lo que está invirtiendo mi onda.

Unos cuantos experimentos más tarde, resuelvo mi problema utilizando un transistor PNP y una resistencia pull-down (opción B). En ambos casos estoy tomando Vout del lado del colector del transistor.

Es un circuito bastante simple, se podría pensar que simplemente funciona. He comprobado dos y tres veces las conexiones. También he publicado una foto de la protoboard abajo. Parece que siempre tengo problemas extraños como este cuando trabajo con transistores, así que ahora estoy como en una búsqueda para entender por qué la opción A no funciona como debería para mí?

Answer 1

Ambos circuitos invierten su señal de entrada. El segundo no funcionará correctamente.

Si quieres un variador de nivel no inversor puedes utilizar este circuito:

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Cuando la entrada está cerca de 3,3V, el transistor está apagado y R2 tira de la salida hasta 5V. Cuando la entrada está cerca de tierra, el transistor está saturado y la salida es igual a la entrada más quizás 50mV.

Answer 2

Basándome en la información actualizada de la pregunta, creo que la opción A está funcionando como cabría esperar. Invierte la señal y la cambia de nivel. Supongo que los ejemplos que encontraste no hacían hincapié en la naturaleza inversora de este circuito.

Aunque yo sugeriría usar 10k en serie con la base. Quieres que la corriente del colector sea 10x o 20x la corriente de la base.

La opción B es arriesgada porque puede exponer la salida de 3V (la señal que intenta controlar la base) a altos voltajes. Además, los 3V pueden no ser lo suficientemente altos como para apagar siempre el PNP, por lo que puedes obtener datos incorrectos.

Si necesitas aumentar el nivel y mantener la polaridad, podrías utilizar un buffer CMOS alimentado desde 5V, pero conducido con la señal de 3V. Si la señal no es de súper alta velocidad esto probablemente funcionará bien, pero puede afectar el ciclo de trabajo de la señal.

También puedes utilizar dos transistores. El primero desplaza el nivel y lo invierte, y el segundo sólo lo invierte a la polaridad deseada. El que esto funcione o no depende de para qué estés usando la señal. Esta será una configuración lenta, y puede cambiar el ciclo de trabajo tanto como el buffer.

Una última opción fácil es utilizar un comparador. Puedes ajustar la entrada inversora a 1,5v con un divisor de tensión, y la entrada no inversora será tu entrada de señal. Alimenta el comparador con 5V. No utilices un comparador de colector abierto. Utiliza uno que conduzca activamente la salida hasta VCC.

Buena suerte.

Answer 3

Si no quieres invertir, puedes hacer lo siguiente. Yo lo uso para sensores de 5v que alimentan una entrada digital de 3,3v del arduino.