三极管和MOS管的电平转换电路为什么存在毛刺

只看该作者 · 2021-8-10 15:55

最开始用的是MOS，电路如图：

信号传递方向为5V——>3.3V，结果发现，在3.3V这边，也就是UART1_RX上面，测到有5V的高电压；

于是想换成三极管的形式，如图电路；

结果发现在3.3V这一侧，也就是RXD位置还是测到毛刺；

有谁知道这究竟是为什么吗？

只看该作者 · 2021-8-10 16:11

难道是DS或CE间的分布电容影响？TXD脚串个电阻试试。

1万 · 2021-8-10 22:38

3V3 RX，对电源加个肖特基

2万 · 2021-8-10 23:21

因为有结电容。串个1、2百欧姆电阻看看。

只看该作者 · 2021-8-11 00:44

king5555 发表于 2021-8-10 21:52
Iout=Ie=Ic。Rc>=VCC2÷Ic。

真没看懂，为什么这样改就不会有问题？

只看该作者 · 2021-8-11 11:06

本帖最后由 zlf1208 于 2021-8-11 11:19 编辑

三极管在作开关使用时有一个电荷存储效应，相当于电容的充放电。可以假想三极管CE间有一个电容，当三极管从截至转换到导通时充电，因为导通时通道的阻抗低，充电很快，所以在下降沿看不到充电的过程，当三极管从导通转换到关断时，这个电容要通过集电极电阻放电，因为集电极电阻比较大，所以放电速度较慢，用示波器测量时就能够看到上升沿的放电过程了。三极管进入饱和的程度越深，这个电容就越大，尖峰持续的时间就越长。楼主的电路因为基极电阻很小，所以三极管的饱和程度很深，尖峰就很大。MOS管也是同样的原因。

解决的办法：
1. 加大基极电阻，避免进入深度饱和区；
2. 减小集电极电阻，加速放电过程；

电阻计算：
先取集电极电阻为1K（电路功耗允许的话尽可能取小的数值），则集电极电流为Ic=U/Rc=3.3V/1K，假定三极管的放大倍数为100，则基极电阻最大值为Rb=100*(U-0.7)/Ic=100*(3.3-0.7)/(3.3/1K)=78K，留点安全系数，Rb可取47K。

可以做一个实验对存储效应加深印象：