Décalage de niveau à l'aide du schéma BJT

Je lisais le livre Analogue electronic circuits and systems , par Amitava Basak, quand je suis tombé sur ce circuit de changement de niveau qui utilise des BJT au lieu des mosfets habituels. Voir l'image ci-dessous. Veuillez ignorer les modèles de transistors.

Je suis intrigué par Q2, le transistor NPN du milieu: est-il toujours bloqué?

Q5 est connecté en mode diode, et son Vbe est fixé à 0,7 V
L'ajout de Q2 Vbe plus la chute de tension dans R2 devrait alors donner à nouveau 0,7V
Ce qui précède implique que le Vbe de Q2 est inférieur à 0,7 OU la chute de tension sur R2 est nulle.

En ignorant la chute de tension nulle sur R2, comment est-il possible qu'un transistor activé ait une base pour émettre une tension inférieure à 0,7 V?

bjt level-shifting I DG
la source

Considérez que R2 est lié à -VEE et non à GND comme R3

po.pe

L'idée de base ici est d'utiliser un courant généré par et connecté en diode à mettre en place de et donc un courant recopié (mais pas 1: 1 en raison de ) dans . fait un courant très réduit au niveau du collecteur de , mais il est toujours défini indirectement par . Ce courant crée une chute de tension connue à travers . Étant donné que l'émetteur de est une goutte connaissable de et puisque a une goutte connaissable à travers lui, sera une goutte connaissable ci-dessous

R_{3}

$R_3$

Q_{5}

$Q_5$

Q_{5}

$Q_5$

V_{BE}

$V_\text{BE}$

R_{2}

$R_2$

Q_{2}

$Q_2$

R_{2}

$R_2$

Q_{2}

$Q_2$

R_{3}

$R_3$

R_{1}

$R_1$

Q_{1}

$Q_1$

V_{IN}

$V_\text{IN}$

R_{1}

$R_1$

V_{OUT}

$V_\text{OUT}$

V_{IN}

$V_\text{IN}$ et c'est ainsi que fonctionne le levier de vitesses.

jonk

Réponses:

le Q2 est-il toujours éteint?

Non, c'est toujours allumé. Ce que Q2 fait, c'est qu'il essaie de faire circuler un (petit) courant dans son collecteur. Ce courant essaie de réduire la tension à Vout.

Q5, Q2 et R2 sont en quelque sorte un miroir actuel mais mauvais. Le courant passant par R3 n'est pas copié 1 à 1 comme dans un miroir de courant "approprié". Au lieu de cela, puisque R2 est présent, le courant passant par Q2 sera beaucoup plus petit que le courant passant par R3 et Q5. Sur R3, nous obtenons une tension assez constante de VEE - 0,7 V. Puisque R3 est de 1 kohm, le courant passant par R3 sera de quelques mA. Comme dit, le courant passant par Q2 sera plus petit que cela, comme 100 uA ou moins (100 uA est juste ma supposition, c'est trop de travail pour en faire un nombre plus précis, cela n'a pas d'importance de toute façon pour expliquer comment fonctionne le circuit). Ce 100uA fait que le Vbe de Q5 n'est pas 0,7 V mais légèrement plus petit comme 0,6 V (= 0,7 V - 100 mV, car 100 uA à R2 donne 100 mV).

Ces 100 uA font chuter Vout. En face, Q1 tire la sortie vers le haut (via R1). Si Vin est suffisamment élevé, Q1 peut fournir tellement de courant que Vout sera tiré vers le haut, presque à la valeur de VCC.

Lorsque Vin a une tension très basse, Q1 sera ouvert beaucoup moins, fournissant beaucoup moins de courant, donc Q2 "gagne" et Vout est abaissé.

Q5 est connecté en mode diode, et son Vbe est fixé à 0,7 V

Correct

L'ajout de Q2 Vbe plus la chute de tension dans R2 devrait alors donner à nouveau 0,7V

En effet Vbe (Q2) + V (R2) = Vbe (Q5) = 0,7 V

Ce qui se passera là-bas, c'est qu'il y aura un courant significativement plus petit traversant Q2, R2 qu'il ne passe par Q5.

Ce qui précède implique que le Vbe de Q2 est inférieur à 0,7 OU la chute de tension sur R2 est nulle.

Les deux sont vrais, Vbe (Q2) sera légèrement inférieur à 0,7 V et il y aura une petite chute de tension (moins de 100 mV) aux bornes de R2.

Bimpelrekkie
la source

Cependant, je ne vois pas vraiment comment cela fonctionne comme un décaleur de niveau. Cela n'agirait-il pas simplement comme un émetteur suiveur, avec une sortie d'environ 0,7 V en dessous de Vin?

Hearth

Vous avez raison, il s'agit plutôt d'un suiveur de tension (avec une certaine chute de tension) et non d'un véritable "bon" shifteur de niveau.

Bimpelrekkie

Ce n'est pas un très bon circuit pour faire de la publicité en tant que décaleur de niveau, alors!

Hearth

@Hearth, je suis entièrement d'accord avec vous, mais certaines personnes appellent un circuit qui décale une tension de quelques volts un "levelhifter" même s'il s'agit plus d'un émetteur suiveur ;-)

Bimpelrekkie

@Bimpelrekkie, merci pour la réponse complète. Je supposais à tort que la chute de tension base-émetteur sur un transistor était fixée à 0,7 V lors de la conduite. Encore une fois, assez éclairant :) A bientôt!

I DG

Les résistances , et les transistors et forment une source de courant Widlar. $R_3$ $R_2$ $Q_2$ $Q_5$

Source: https://en.wikipedia.org/wiki/Widlar_current_source

La source actuelle est toujours activée.

Ce n'est pas vraiment un circuit applicable à la conception au niveau de la carte. Comme cela nécessite que le transistor soit géométriquement et thermiquement adapté.

sstobbe
la source

+1 pour avoir mis un nom dessus. Lecture intéressante.

Sans importance le