増加する電圧

0V〜1.4Vのバイナリ信号がありますが、直接変更することはできません。（PCB上の）どの回路を使用して、1.4Vを少なくとも2.5Vに上げることができますか？

トランジスタは必要ですか？1.4Vのときに「閉じる」スイッチを探していると思いますか？私は電子工学の完全な初心者ですが、物理学と方程式の理解には大丈夫です

あなたはロジックレベルシフターを求めています。

あなたのためにすべてを行うパッケージ化されたチップがありますが、ディスクリート部​​品から自分で作成することも難しくありません。それを行うには多くの方法があり、それぞれ異なるトレードオフがあります。

NXPセミコンダクターズのAN10441によるこの回路図は、その機能を実現する非常にエレガントな方法であることがわかりました。

この回路図は、2本の信号線を持つI²Cバス上のロジックレベルシフターを示しています。ラインを1つだけシフトする必要がある場合は、1つのMOSFETと2つのプルアップ抵抗が必要です。1つはゲートに、もう1つはドレインにあります。同様に、より多くのラインをシフトする必要がある場合は、MOSFETとペアのプルアップ抵抗を各ラインに追加するだけです。

回路図に示す例では、3.3 Vおよび5 Vのロジックレベルで、ユビキタス2N7000などの小信号MOSFETが機能します。ただし、ほとんどの一般的なMOSFETのV _{GS（th）の}最大値は高すぎるため、1.4 Vのロジックレベルでは機能しません。Vishay TN0200KやZetex（Diodes、Inc.）ZXMN2B14FHのようなより専門的なものに目を向ける必要があります。

プルアップ抵抗（R _p）の値はアプリケーションによって多少異なりますが、それでも広い範囲があります。ここでは10kΩが一般的な値であり、速度、ノイズ、電流引き込みの間で適切なトレードオフが得られます。特定の状況では1kΩという低い値を使用し、他の状況では1MΩの北の値を使用することがわかりました。

このアプリケーションノートでは、回路がどのように機能するかについて説明しますが、言い換えると、

• シフトされるデータラインに何も接続されていない場合、プルアップ抵抗は、データラインを一方の側を低電圧ロジックレベル（V _DD1）に、もう一方の側を高電圧ロジックレベル（V _DD2）にします。

• 低電圧側が信号ラインを引き下げると、MOSFETのソースピンが引き下げられます。ゲートがハイに接続されているため、これにより、V _GSがV _GS（th）しきい値を超えるとMOSFETがオンになり、導通するため、高電圧側も引き下げられます。

• 高電圧側が同じことをしたい場合、それはより複雑です。この回路方式は、すべてのMOSFETに寄生ダイオードが組み込まれているという事実に依存しています。これは、上の回路図のMOSFETシンボルに示されています。（MOSFETシンボルは、常に寄生ダイオードが表示されて描かれているわけではありませんが、常にそこにあります。）ドレインピンを下にドラッグすると、高電圧側がこのダイオードを導通させ、間接的に低電圧側のソースピンを下にドラッグします。 、前のケースと同じことが起こります。

回路がデフォルトで「ハイ」になるこの傾向は、すべてのアプリケーションに適切であるとは限りません。一方の端が切断される可能性があり、接続されたままのデバイスがデータラインをアクティブにプルダウンしていない場合、データラインは高レベルになります。これは、高ロジックレベルが通常のアイドル状態であるため、I²Cには問題ありません。データラインがそのように機能しないが、どちらの端も接続されていない可能性があり、少なくとも一方の端がラインをローにしたいときに常にアクティブにラインをプルダウンしている場合でも、この回路は機能します。

注：論理反転問題が修正されました。

2回目の更新：BJTではなくMOSFETを使用した固定出力電圧範囲

あなたがそれを説明したように問題の基本は、「論理レベルシフター」またはコンバーターと呼ばれるように見えます。本質は、特定の信号レベルでデジタルロジック（バイナリ）信号があり、それを別の信号レベルに適合させて使用することです。

通常、デジタルロジック信号は、それらが属する元のロジックファミリに従って分類されます。例には、TTL（低：0、高：+ 5V）、CMOS（低：0、高：5〜15V）、ECL（低：-1.6、高：-0.75）、LowV（低：0V、高：+3.3）が含まれます。 ）。

理想的には、スイッチングしきい値にも注意する必要があります。たとえば、最初の2つのグラフィックでTTLロジック電圧レベルを示すロジック信号電圧レベル。

0または1.4Vのいずれかのロジック信号を増幅したい場合、単一のトランジスタをレベルスイッチとして機能する電子スイッチとして構成できます。

（src：mctylr ）

アプリケーションの出力が5Vレベル出力（ロー/ハイ状態に応じて0または5V）であり、M1共通の小信号NチャネルエンハンスメントモードMOSFETトランジスタとすることができる、2N7000でTO-92プラスチック貫通孔、及びSMTパッケージ。

抵抗R2は330Kオームである必要があります（追加の抵抗コンポーネントの詳細は重要ではありません。たとえば、許容誤差1または5％、定格1/8〜1/4ワットで十分です）。

抵抗の抵抗値があればそのように私はおおよその標準値を選んで、特に重要ではないM1ときは、一方で、出力は、〜0.8 V以下になる導通していないM1、出力（すなわち、入力が「高」、1.4Vである）実施しています約5Vになります。クイックSPICEシミュレーションを使用して値を選択しました。

V3+ 1.4V電圧源でありV2、+ 5V電圧源です。

その他の値（許容差とワット数）は、実際のコンポーネントを選択するために使用される一般的なスルーホールコンポーネント値ですが、このアプリケーションでは重要ではありません。

これは非常にシンプルで小さな回路であり、3つの一般的な電子部品のコストは約25セント以下です。

高速要件（スイッチング速度など）については触れなかったので、これはほとんどの単純なケースで機能するはずです。

スイッチング時に単一のBJTで必要な電圧振幅を得るのに問題があったため、バイポーラ接合トランジスタではなくMOSFETを使用するこのアプローチを採用しました。設計の観点から見ると、FET（およびMOSFET）の良い点は、BJTのように電流制御されるのではなく、電圧制御デバイス（設計モデルの観点から）であることです。

いくつかのディスクリートコンポーネント（トランジスタと抵抗）を使用してロジックレベルシフター（その名前）を構築することも、1コンポーネントソリューション、つまりICを使用することもできます。ほとんどのICは1.4 Vほどの低い入力電圧を受け入れませんが、フェアチャイルドのFXLP34は受け入れます。（FXLP34P5Xが必要です。他のバージョンにはリードレスパッケージがあり、はんだ付けがより困難です）
接続図：

Aは低レベルの入力信号を供給し、Yは「高」レベルの出力信号です。Vcc1は1.4 V接続です。必要な出力電圧をVcc（最大3.6 V）に接続します。
デバイスは少量で入手するのが難しい場合があります。販売業者が少数のサンプルを供給できる場合もあります。

PS：はい、その小さなカーソルはデータシートの画像にもあります:-)

edit
PCBスペースが重要な場合の代替部品：OnSemi NLSV1T34は、Damn Small™ 1.2mm x 1mm DFNで利用可能です。SOT-353でも死すべき者のために。

電圧を変更するには、信頼できる手巻き変圧器を使用できます。本屋に行って、ハムラジオのARRL General Class License Manualのコピーを手に入れてください。それを行う方法を教えてくれます。

電圧制御スイッチの場合、パナソニックは1381電圧ベースのトリガーと呼ばれるICを作成します。これは、電圧が特定のレベルを下回ったときにスイッチをオフにするように設計されています（通常、バッテリーが切れたときにガジェットをオフにするため）。Solarboticsから入手できます。

ロジック信号が1.4Vのときに閉じ、0Vのときに開くスイッチが必要な場合は、ほとんど必要ありません。

トランジスタは、論理レベルが高いとオンになり、低いとオフになります。電源とトランジスタのコレクタの間には、制御したいものを何でも接続できます。信号が入力ロジック信号から反転されますが、グラウンドと電源の間を行き来するロジック信号を作成する場合、これは単なる抵抗になります。または、適切な電流制限抵抗が直列に接続されたLED、または他の多くのものでもかまいません。駆動されるものが誘導性である可能性がある場合は、インダクターがオフになったときにキックバック電流をキャッチするために、コレクターから電源にダイオードを追加する必要があります。

これにより、オン時にトランジスタのベースに約1 mAが流れます。トランジスタの約50の保証されたゲインを考えれば、出力は最大50 mAでトランジスタがスイッチとして動作し続けるのに適しています。

電源電圧は入力ロジックレベルから独立しており、トランジスタの最大Vce仕様（この例では40V）を超えないようにする必要があります。

低電圧側から波形を制御していますか？もしそうなら、多分整流器電圧二重回路を使用して、より高い電圧にポンプをチャージすることができます。このアプローチの唯一の問題は、低電圧側の出力を「高/低」シグナリングから「キャリア/キャリアなし」シグナリングに移行させる必要があることです。