Tại sao hai bóng bán dẫn thường được sử dụng thay vì một?

Nhiều thiết kế mạch tôi thấy với các bóng bán dẫn sử dụng hai bóng bán dẫn được nối với nhau thay vì chỉ sử dụng một bóng bán dẫn. Trường hợp tại điểm:

Mạch này được thiết kế để cho phép một thiết bị có UART 3,3V giao tiếp với vi điều khiển 5V.

Tôi hiểu rằng khi Q2 tắt, TX_TTL sẽ ở mức cao và khi Q2 bật, TX_TTL sẽ ở mức thấp. Câu hỏi của tôi là, tại sao không chạy UART_TXD trực tiếp đến cơ sở của Q2 thay vì sử dụng Q1 để điều khiển điện áp cơ sở của Q2?

Những gì bạn có về cơ bản là một bộ khuếch đại hai giai đoạn - hai bộ khuếch đại liên tiếp. Trong cấu hình mạch như vậy, mức tăng của cả hai bộ khuếch đại nhân lên. Vì mỗi giai đoạn có mức tăng âm trong ví dụ của bạn, nên mức tăng chung là tích cực trở lại.

Vì vậy, giả sử Q1 và R2 có mức tăng điện áp là -10 và Q2 cùng với R3 cũng tạo ra mức tăng -10. Sau đó, mức tăng chung là 100, dương và lớn hơn nhiều so với mức tăng của một giai đoạn.

Trong ví dụ của bạn, điều này có nghĩa như sau: Nếu UART_TXD lên Cao, TX_TTL cũng sẽ ở mức Cao. Nếu bạn bỏ qua Q1 và trực tiếp cung cấp Q2 bằng UART_TXD, thì TX_TTL sẽ ở mức Thấp khi UART_TXD ở mức Cao.

Theo ghi nhận của những người khác, mục đích chính ở đây là để đạt được một trình chuyển đổi cấp độ không đảo.

Đối với "điểm thêm", bạn có thể sử dụng mạch bên dưới.
Trình điều khiển cần có khả năng cung cấp dòng điện đầu ra (nhưng không phải là điện áp.)
Vì Iload_max = ~ 5V / 10k = 0,5 mA hầu hết các nguồn ổ đĩa đầu vào sẽ ổn.

Vin = high = 3V3 -> Q1 tắt
Vout kéo cao bằng R2.

Vin = thấp = mặt đất -> Q1 trên.
Vout kéo đến Vin qua Q1 CE khi
tôi tải = 5V / 10k phải bị chìm bởi ổ đĩa đầu vào.

Mạch này có giá trị đặc biệt khi điều khiển tải điện áp cao từ ví dụ vi điều khiển. Vout max được đặt theo định mức điện áp của Q1.
Pin ổ đĩa đầu vào phải có khả năng chìm dòng tải.

Đây là một bộ khuếch đại "cơ sở chung" 'vẽ vui'.

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}