este problema se puede abordar de diferentes formas, por lo tanto te damos la resolución más completa en nuestra opinión.
Solución:
O, ya que estás hablando de señales digitales de todos modos, usas un inversor.
A es la entrada (para puertas con más entradas que serán A, B, Cetc.), Y es la salida. Si no complica demasiado su esquema, coloque el símbolo con la entrada a la izquierda.
Nexperia tiene inversores de puerta única. Solo cuatro conexiones: fuente de alimentación, tierra, entrada y salida.
Sin embargo, se puede hacer con un transistor y dos resistencias. Es un esquema simple, pero aún tiene que hacer algunos cálculos simples. Tendrás exactamente las mismas conexiones que con el inversor.
Por cierto, un PNP es una opción, pero más a menudo se usará un NPN.
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Si la señal de entrada es alta, fluirá corriente a través de R2 y la unión base-emisor del transistor (base, no puerta). Esta corriente se amplificará y la corriente del colector a través de R1 provocará una caída de voltaje, por lo que la salida será baja. Entrada alta, salida baja.
Si la señal de entrada es baja, no habrá corriente de base ni corriente de colector. Sin corriente a través de R1 significa que no hay caída de voltaje, por lo que la salida estará en +V. Entrada baja, salida alta.
Esto ya lleva un poco más lejos, pero como dije en el comentario a sandún la salida es altamente asimétrica. Si la salida está conectada a un condensador, un nivel de salida alto significaría que el condensador está cargado a través de R1, lo que dará como resultado una pendiente exponencial con una constante de tiempo R1C. Cuando la salida baja, el condensador se descargará a través de una resistencia mucho más baja y la pendiente será mucho más pronunciada. No obtendrá esta diferencia con las puertas CMOS, que tienen capacidades simétricas de fuente/sumidero.
La entrada de la versión de transistor también consumirá (una pequeña) corriente cuando sea alta. La versión CMOS solo tendrá una pequeña corriente de fuga tanto cuando sea alta como baja.
En general, la puerta lógica integrada es la ganadora.
Sí, esto se puede lograr con un solo transistor y resistencia, pero hay chips diseñados específicamente para invertir señales digitales. Curiosamente, se llaman inversores. Mira el 74HC04, por ejemplo. Eso le da seis inversores separados en un solo paquete de 14 pines. También hay inversores individuales (y otras puertas lógicas pequeñas) disponibles en paquetes pequeños SOT-23, que es el mismo paquete en el que vienen los transistores individuales.
Hay pocas razones para intentar hacer su propio inversor, pero sí, es posible.
Agregado en respuesta al comentario:
Como dije, un solo transistor bipolar puede usarse como base para un inversor simple. Como mínimo, necesita el transistor y una resistencia base. Para completar, también agregaré una resistencia de carga de salida, que debe asumir que es necesaria a menos que sepa que lo que se conectará a la salida proporcionará la carga necesaria. No hay nada mágico en un transistor PNP en particular. También se puede usar un NPN. Así es como se usaría cada uno:
Tenga en cuenta que cada uno tiene 4 conexiones: alimentación, tierra, entrada y salida. La diferencia entre los dos es en qué dirección carga la entrada y en qué dirección la salida es impulsada activamente versus tirada pasivamente por la carga. Si no le importan estos problemas, entonces los dos circuitos son funcionalmente equivalentes.
Sin embargo, esto es más fácil:
También es más rápido, requiere menos potencia de estado estable, tiene una mayor impedancia de entrada y es más pequeño. Tiene las mismas cuatro conexiones que los inversores anteriores. Las puertas individuales como esta están disponibles en paquetes SOT-23, que es el mismo paquete en el que vienen los transistores individuales. Esto solo requiere una parte externa, la tapa de derivación. No necesita una resistencia de carga ya que su salida impulsa activamente en ambos sentidos.
Realmente, para la inversión general de señales digitales, hacer su propio inversor es una tontería para aplicaciones normales.
Aparte del tema sobre el dibujo esquemático:
El guión es realmente solo tres líneas. Aquí está el archivo completo:
@echo off rem rem MAKE_SCHEM_GIF rem rem Creates a nicely filtered schematic GIF file from the raw Eagle output rem /temp/a.tif. The resulting GIF file will be /temp/b.gif, and will be rem gray scale. rem image_filter /temp/a.tif /temp/b.img -shrink 5 image_copy /temp/b.img /temp/b.gif -form -gray image_disp /temp/b.gif -zoom 1 -dev medium
Es un guión único muy específico, pero funciona lo suficientemente bien para el propósito. En Eagle, exporto el esquema al archivo de imagen tempa.tif, ejecuto el script que crea tempb.gif. La configuración de Eagle para la exportación de imágenes es de 600 DPI y monocromática. Realmente, eso es todo lo que hay que hacer. Probablemente suene más complicado de lo que es.
Aquí hay algunos valores de resistencia que funcionan para señales CMOS:
Encontré este hilo porque quería conectar una “mochila digital LCD” más antigua a un Arduino. El Arduino emite señales seriales positivas y la mochila digital quiere señales invertidas. La versión más nueva del controlador LCD tiene un puente invertido/no invertido, pero la mía no. De manera similar, es posible generar señales seriales invertidas a través del software, pero implica ejecutar una biblioteca no estándar. Quería usar el estándar Serial.write comandos
Inicialmente conecté uno de los 4 NOR en una compuerta NOR cuádruple CMOS 4001 como un inversor, pero eso ocupa mucho espacio en mi placa de prueba, y dado que se supone que debe conectar a tierra todas las entradas no utilizadas, implica una gran cantidad de alambrado. (Creo que necesitaba conectar todos menos 3 de los 14 pines en el paquete; todo menos las salidas en los 3 NOR no utilizados).
Quería una solución más simple de cablear. Usé el circuito provisto por @stevenvh.
Vinculado aquí:
Estoy tratando con una lógica CMOS de 5 V a 9600 baudios, por lo que la impedancia de entrada es muy alta/la corriente es muy baja. Dado que solo estoy cambiando a 9600 baudios, no creo que el comportamiento asimétrico del inversor basado en transistores me perjudique mucho.
Encontré que una resistencia de 100K en la entrada (R2 en el diagrama de stevenvh) funcionaba y usé una resistencia de 3.3k como resistencia pull-up en R1. Según mis cálculos (I=V/R, 5/3300), esta configuración consumirá <= 1,5 mA en el estado ENCENDIDO (Algo menos debido a la resistencia interna del transistor). Podría conectar una olla y ver qué tan grande una resistencia con la que puedo salirme con la mía y hacer que la pantalla LCD reciba una señal.
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