なぜ1つではなく2つのトランジスタが頻繁に使用されるのですか？

私がトランジスタで見た多くの回路設計では、1つのトランジスタを使用する代わりに、2つのトランジスタを連鎖させて使用します。適例：

この回路は、3.3V UARTを備えたデバイスが5Vマイクロコントローラーと通信できるように設計されています。

Q2がオフのときTX_TTLが高くなり、Q2がオンのときTX_TTLが低くなることを理解しています。私の質問は、Q1を使用してQ2のベース電圧を制御する代わりに、UART_TXDをQ2のベースに対して直接実行しないのはなぜですか？

あなたが持っているのは基本的に2段のアンプです-2つの連続したアンプ。このような回路構成では、両方のアンプのゲインが増加します。例では各ステージに負のゲインがあるため、全体的なゲインは再び正になります。

したがって、Q1とR2の電圧ゲインが-10で、Q2とR3のゲインが-10であるとします。その場合、全体的なゲインは100で、これは正であり、単一ステージのゲインよりもはるかに大きくなります。

この例では、これは次のことを意味します。UART_TXDがHighになると、TX_TTLもHighになります。Q1を省略し、UART_TXDをQ2に直接供給する場合、UART_TXDがHighのときTX_TTLはLowになります。

他の人が述べたように、ここでの主な目的は、非反転レベルコンバータを実現することです。

「追加ポイント」には、以下の回路を使用できます。
ドライバは、出力電流を提供できる必要があります（ただし、電圧は提供できません）
。Iload_max=〜5V / 10k = 0.5 mAであるため、ほとんどの入力ドライブソースは問題ありません。

Vin = high = 3V3-> Q1 off
VoutはR2によってHighにプルアップされます。

Vin =低=グランド-> Q1オン。 I load = 5V / 10kで
Q1 CEを介してVinにプルされるVoutは
、入力ドライブによってシンクする必要があります。

この回路は、マイクロコントローラーなどからの高電圧負荷を駆動する場合に特別な価値があります。Vout maxはQ1の電圧定格によって設定されます。
入力駆動ピンは負荷電流をシンクできる必要があります。

これは「おもしろい」「共通ベース」アンプです。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}