使用BJT原理图的电平转换器

当我偶然发现使用BJT而不是普通MOSFET的电平转换器电路时，我正在读Amitava Basak 的《模拟电子电路和系统》一书。请参见下图。请忽略晶体管型号。

我对中间的NPN晶体管Q2感到困惑：它总是关闭吗？

Q5以二极管模式连接，其Vbe固定为0.7V
将Q2 Vbe加R2中的压降后应再次提供0.7V
以上暗示Q2的Vbe小于0.7或R2上的电压降为零。

舍弃R2上的零电压降，导通的晶体管怎么可能具有低于0.7V的基极至发射极电压？

bjt level-shifting

— 危险品
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考虑到R2绑定到-VEE而不是GND，因为R3

— 绑定

这里的基本思想是使用由

R_{3}

$R_3$ 和二极管连接

Q_{5}

$Q_5$ 建立

Q_{5}

$Q_5$ 的

V_{BE}

$V_\text{BE}$ 因此是镜像电流（但不是1：1，因为

R_{2}

$R_2$ ）在

Q_{2}

$Q_2$ 。

R_{2}

$R_2$ 使它的集电极电流大大减小

Q_{2}

$Q_2$ ，但仍由

R_{3}

$R_3$ 。该电流在两端产生一个可知的电压降

R_{1}

$R_1$ 。以来

Q_{1}

$Q_1$ 的发射器是从

V_{IN}

$V_\text{IN}$ 由于

R_{1}

$R_1$ 有一个可知的下降，

V_{OUT}

$V_\text{OUT}$ 将是一个可以理解的下降

V_{IN}

$V_\text{IN}$ 这就是变速杆的工作方式。

— jonk

Answers:

Q2总是关闭吗？

不，它总是打开。Q2的作用是试图使（小）电流流入其集电极。该电流试图拉低Vout的电压。

Q5，Q2和R2有点像一面电流镜，但很糟糕。通过R3的电流不会像在“适当的”电流镜中那样一对一复制。相反，由于存在R2，流过Q2的电流将比流过R3和Q5的电流小得多。在R3两端，我们得到一个相当恒定的VEE电压-0.7V。由于R3为1 kohm，通过R3的电流将为几个mA。如前所述，通过Q2的电流将小于100uA或更低（100uA仅是我的猜测，要获得一个更准确的数字是太多工作，无论如何解释电路如何工作都没有关系）。100uA会使Q5的Vbe不是0.7V，而是略小于0.6V（= 0.7V-100mV，因为通过R2的100uA给出100mV）。

100 uA会拉低Vout。与之相反的是Q1将输出上拉（通过R1）。如果Vin足够高，则Q1可以提供如此多的电流，以致Vout将被上拉，几乎达到VCC的值。

当Vin的电压非常低时，Q1的开路将少得多，提供的电流也将少得多，因此Q2会“赢”，而Vout会被拉低。

Q5以二极管模式连接，其Vbe固定为0.7V

正确

将Q2 Vbe加R2中的压降后应再次提供0.7V

确实Vbe（Q2）+ V（R2）= Vbe（Q5）= 0.7 V

会发生什么事有会有一个显著流经Q2，R2之外还有流经Q5更小的电流。

以上暗示Q2的Vbe小于0.7或R2上的电压降为零。

两者都是正确的，Vbe（Q2）将略小于0.7 V，并且R2两端会有一个小的电压降（小于100 mV）。

— 比彭雷基
source

不过，我不太了解它如何作为电平转换器。它不只是充当发射极跟随器，其输出低于Vin约0.7V吗？

— 炉边

没错，它更多是一个电压跟随器（具有一定的电压降），而不是真正的“适当”电平转换器。

— Bimpelrekkie，

那么，宣传电平转换器并不是一个很好的电路！

— 炉边堡，

@Hearth我完全同意您的观点，但是有些人称将电压改变几伏特的电路称为“电平转换器”，即使它更像是发射极跟随器；-)

— Bimpelrekkie

@Bimpelrekkie，谢谢您的全面答复。我错误地假设晶体管导通时基极-发射极的压降固定为0.7V。再次，非常有启发性:)干杯！

— I DG

电阻器 $R_3$ ， $R_2$ 和晶体管 $Q_2$ 和 $Q_5$ 形成Widlar电流源。

资料来源：https : //en.wikipedia.org/wiki/Widlar_current_source

当前信号源始终打开。

这实际上不是适用于板级设计的电路。由于需要晶体管在几何上和热上匹配。

— 斯托布贝
source

+1以在上面加上名字。有趣的阅读。

— 不重要的