Cambio de nivel + amplificar

Digamos que tengo una señal donde 1v es 0 digital y 4v es 1 digital.

Estoy un poco perdido, ¿cómo puedo usar el transistor PNP + NPN para tener una salida de +11..12 (para 1) o -11..12V (para 0), siempre que tenga una PSU de +12/-12?

ACTUALIZACIÓN: Esto es para el controlador MOSFET de baja potencia, que debe realizarse en transistores discretos.

¿Es una restricción de diseño que tenga exactamente 1 PNP y 1 NPN? ¿O puedes tener más de uno de cada uno?
Cuanto menos mejor, así que si es necesario, puede ser más.

Respuestas (3)

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Muy, muy cerca, pero ¿es posible reemplazar la resistencia de salida con otro transistor de alguna manera para obtener transiciones más rápidas/mayor capacidad de manejo?
@BarsMonster: yo mismo estaba pensando lo mismo. Todavía estoy pensando ...
En primer lugar, @BarsMonster: buena pregunta, +1, me ha gustado mucho pensar en ello. Y @Mike, buena respuesta también. +1. He estado pensando mucho en esto, creo que la solución más adecuada a este problema es un comparador de +/- 12 V, discreto o no, ¿verdad? He estado jugando con algunas ideas, pero no lo he descubierto del todo bien... nunca diseñé un comparador y el único amplificador operacional bipolar que he estudiado es el 741...
@AdamP La velocidad de respuesta y el ancho de banda del comparador serán un factor limitante, especialmente con circuitos integrados de comparación baratos. Tengo curiosidad por saber hasta dónde puedes llegar con un IC+discreto.
@BarsMonster, MikeJ-UK - Para que sea un push-pull: el colector de Tr1 está en +12V (entrada baja) o 0V (entrada alta). Reemplaza la resistencia de salida (pull-down a -12V) con un transistor NPN en emisor común. Use un divisor de resistencia del colector Tr1 a -12V para impulsar la base. Elija valores de resistencia tales que el voltaje base esté justo por debajo o muy por encima de Vbe, dependiendo de que el colector de Tr1 sea 0V o +12V resp.
@stevenvh - Sí, eso podría funcionar. La última oración es especialmente importante, pero si la entrada tiene transiciones lentas, ambos transistores de salida podrían encenderse juntos. Una resistencia de histéresis de salida a Tr1b podría ayudar un poco.

Mi intento de solución.

R5 y R6 solo están ahí para modelar la resistencia de la fuente y no son parte del circuito. C1 y R4 se utilizan como carga para la simulación.

V4: fuente de entrada (relación de trabajo de 10 MHz 0,5 onda cuadrada de 0 a 5 V para simulación)
V3: fuente de referencia (2,5 V para simulación)
V1: suministro de +12 V
V2: suministro de -12 V

Es básicamente un amplificador operacional o comparador. Solo hice algunas simulaciones transitorias para comprobarlo. Puede que se adapte a tus necesidades. Los principales inconvenientes son la complejidad, la sensibilidad del nivel de salida 1: 1 a los niveles de suministro, sin protección contra cortocircuitos de salida.

Necesitará recortar un poco los suministros si necesita acercarse a la salida de +/- 12V. Recomendaría aumentar R1 y R3 a 5k o 10k o 20k. Esto reduciría el consumo de energía en reposo pero disminuiría la capacidad de corriente de salida, pero probablemente no necesitaría conducir mucha corriente con esto, ¿verdad? Querrás jugar con los valores para acertar con tus necesidades.

V3 establece el umbral de conmutación. No hay histéresis. Es posible que pueda configurar un ciclo de retroalimentación positiva de salida a entrada para hacer que Schmitt se dispare para agregar histéresis.

La etapa de salida probablemente también podría cambiarse a amplificadores de emisor común push-pull en lugar de seguidores para obtener una oscilación de salida más amplia.

Esquemático:

esquema de la palanca de cambios

Simulación:

simulación de palanca de cambios

Cuando veo gente inventando esquemas de transistores tan locos, me siento estúpido :-) Desafortunadamente, esto es demasiado complejo :-/

Eso suena como un cambiador de nivel de TTL a RS232.

Hay una lista de cambiadores de nivel de TTL a RS232 en Open Circuits .

En particular, es posible que le interesen 2 MOSFET económicos y 2 resistencias que usen la configuración Dale N0XAS .

Desafortunadamente, esto no es para RS232. Esto es para construir un controlador rápido (> 10Mhz) de pequeños N-mosfets (no estos voluminosos mosfets de potencia, pequeños, como 2N7002). Eso niega la idea de usar MOSFET por sí mismo: simplemente será demasiado lento.
Un cambiador de nivel TTL a EIA232 tendría los voltajes de salida invertidos.
@Bars BJT será aún más lento a menos que haga todo lo posible para mantenerlos fuera de la saturación. Los MOSFET de pequeña señal son agradables, bastante baratos y rápidos.
@BarsMonster: aunque los recipientes CM en forma de cubo no se diseñaron para su aplicación LM de casquillo de cilindro , tal vez aún funcionen con un poco de cinta adhesiva. :-)
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