Почему два транзистора часто используются вместо одного?

Многие схемы, которые я вижу с транзисторами, используют два транзистора, соединенных вместе, а не только один транзистор. Дело в точке:

Эта схема предназначена для того, чтобы устройство с UART 3,3 В могло обмениваться данными с микроконтроллером 5 В.

Я понимаю, что когда Q2 выключен, TX_TTL будет высоким, а когда Q2 включен, TX_TTL будет низким. Мой вопрос: почему бы не запустить UART_TXD непосредственно на базу Q2 вместо использования Q1 для управления базовым напряжением Q2?

То, что у вас есть, это в основном двухступенчатый усилитель - два последовательных усилителя. В такой конфигурации схемы коэффициент усиления обоих усилителей увеличивается. Так как каждый этап имеет отрицательный прирост в вашем примере, общий прирост снова положительный.

Допустим, Q1 и R2 имеют коэффициент усиления напряжения -10, а Q2 вместе с R3 также создают коэффициент усиления -10. Тогда общее усиление равно 100, что положительно и намного больше, чем усиление за один этап.

В вашем примере это означает следующее: если UART_TXD становится Высоким, TX_TTL также становится Высоким. Если вы пропустите Q1 и напрямую добавите Q2 с UART_TXD, то TX_TTL станет Низким, когда UART_TXD - Высоким.

Как отметили другие, главная цель здесь - получить неинвертирующий преобразователь уровня.

Для «дополнительных очков» вы можете использовать схему ниже.
Драйвер должен быть в состоянии обеспечить выходной ток (но не напряжение).
Поскольку Iload_max = ~ 5 В / 10 к = 0,5 мА, большинство источников входного привода будут в порядке.

Vin = высокий = 3V3 -> Q1 выкл.
Vout высоко поднят R2.

Vin = низкий = земля -> Q1 вкл.
Vout, подключенный к Vin через Q1 CE при
I нагрузке = 5 В / 10 К, должен быть утоплен входным приводом.

Эта схема имеет особое значение при управлении нагрузкой высокого напряжения, например, от микроконтроллера. Vout max устанавливается номинальным напряжением Q1.
Входной вывод привода должен быть в состоянии поглощать ток нагрузки.

Это «общий базовый» усилитель, «нарисованный забавно».

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}