单晶体管电平转换器

我需要一个简单的单方向电平转换器，用于3.3V-> 5V转换。

互联网上有很多选择，有些使用逻辑ic，有些使用2 NPN晶体管（转换器和逆变器），但我从未发现仅使用单个晶体管（和2个电阻器）的选择。

我的理解是，当输入为3.3V时，晶体管处于阻塞状态，R2将输出上拉；当输入为0V时，晶体管通过，并将输出下拉至晶体管VCE（sat）。

那么，为什么这样的转换器不起作用？一定是有原因的...

在讨论的单BJT电平移位器将工作：如果在5伏侧的装置的输入阻抗是显著高于在问题，预期中所示的6.8ķ 〜0.3至〜5伏信号将被接收到的（取以2n2222为例）。

但是，对于低阻抗输入，该输入将与6.8 k电阻一起用作分压器，从而显着衰减信号的较高部分。

例如，如果5伏侧的负载输入阻抗为100 k，则信号将在4.6-4.7伏附近达到最高。还算不错。

任何更低的水平都会成为问题。这时需要一个替代方案，例如问题中提到的两晶体管设置，以更硬地驱动输出轨。

我喜欢你的解决方案。由于问题是关于简单的解决方案的，所以我有几种选择（某些解决方案由Microchip HERE提供）：

1）直接连接：如果3.3V逻辑中的Voh（高电平输出电压）大于Vih（高电平输入电压），则您需要的是直接连接。（此解决方案还要求3.3V输出的Vol（低电平输出电压）小于5V输入的Vil（低电平输入电压））。

2）如果满足上述条件，通常可以使用上拉电阻（至3.3V）将高电平输出电压略微升高，然后直接连接信号。

3）上拉电阻可以提供少量的高电平升压。更多信息，您可以使用二极管和上拉至5V。所示电路不会上拉至5V，但会将5V逻辑的高电平输入电压增加一个二极管压降（约为0.7v）。使用这种方法时必须注意，您仍然具有有效的低电平，因为一个二极管的压降也会使低电平升高。肖特基二极管可用于略微增加高电平电压，同时将不希望有的低电平电压增加最小化。有关此电路的更多信息，请参见上述应用笔记：

^{模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图}

4）如果可以处理逻辑反转（并且不需要有源上拉），则可以使用mosfet和上拉电阻器：

^{模拟该电路}

5）我知道您不是在寻找逻辑集成电路解决方案，但是为了完整起见，我会提到其中一个。所述MC74VHC1GT125是“同相缓冲器/ CMOS逻辑电平转换器与LSTTL兼容输入”在SOT23-5或SOT-353封装。小巧又便宜。

显然，前几天也讨论了这个问题：尽管解决方案不正确，但将数字I / O的电压从3.3V提高到5V（感谢Dave Tweed）。