讀：鹹慶信老師常在博客更新以變頻器維修為主的原創文章，並著書兩冊，為工控博客著書第一人。《變頻器實用電路圖集與原理圖說》、《變頻器實用電路維修和故障解析》即為鹹老師所寫。
本文所及，皆指工作於開關狀態，處理開關量信號的電路類型。線性放大器不在此列。凡文中用「=」的地方，若換用「約等於」、「 接近」、「 大致是」等表述，更為貼切。為圖省事，一概以「=」取代之。
圖1 三極體反相器電路及輸入、輸出信號波形示意圖
反相器之所以成為反相器，除電路結構適宜處理開關量信號以外，輸入信號也須為「合法」信號，即具備性格鮮明的「開、關」特點，而且電壓幅度也符合要求。若為反相器輸入線性信號或電壓幅度不適宜，反相器可能對此不知所措，此為非法信號——別怪反相器輸出不正常。共發射極電路（併合理設置其靜態工作點）即典型的反相器電路。其輸入、輸出信號變化趨勢呈反向關係。
在線檢測：Vbe = 0.7V（高電平），Vc=0V（低電平）；Vbe = 0V（低電平），Vc=Vcc（高電平）。若傳輸方波信號，其動態信號電壓Vbe = 0.3V左右，Vc=Vcc/2。
正常狀態僅為此。此外為故障狀態。
以晶片供電+5V為例。電路對輸入高、低電平的識別為：輸入信號低於1.5V為低電平，高於3V以上為高電平，在1.6V~2.9V以內，為非法信號。其輸出低電平，則接近0V，輸出高電平接近+5V。
圖2 集成反相器電路之一及波形圖
（1）靜態或傳輸直流信號時，IN=0V，OUT=Vcc，或為相反狀態。
（2）動態傳輸脈衝信號時，用直流電壓擋測量，有直流平均化傾向，反映脈衝佔空比的大小，接近示波器所測信號平均值。
a、若輸入信號幅度與晶片供電電壓幅度相等（如為5V），並且輸入信號為方波時：
IN=OUT=2.5V
b、若輸入信號幅度與晶片供電電壓幅度相等（如為5V），但輸入信號不為方波（如圖2中輸入信號佔空比約為1/3）時：
IN約為1.6V左右，OUT約為3.3V左右。可以想見，若輸入信號佔空比為30%，反相後輸出信號佔空比即為70%。輸入、輸出呈互補關係，其和應接近於Vcc。
即IN+OUT＝5V。
因而反相器若用於傳輸非方波的脈衝信號。在線所測輸入、輸出電壓可能是亂七八糟的數值，其正常與否，可用IN+OUT＝5V此式驗之，若符合，即為正常。否則即為反常。
c、若輸入信號幅度與晶片供電電壓幅度不等（如輸入信號最大幅度為3.3V，而晶片供電電壓為5V），輸入信號不為方波（如圖2中輸入信號佔空比約為1/3）時，可由輸入信號幅度推算佔空比，進而推算出輸出電壓值。
則測IN=1V（最大幅度為3.3V），推算輸入信號佔空比約為30%，反相後其佔空比約為70%（最大幅度為5V），則OUT＝3.5V左右，電路傳輸正常。
圖3 反相器電路形式之二——高電壓大電流驅動器
上圖虛線框內為外部負載電路。晶片供電為+5V，輸入信號幅度在0~5V以內。輸出級為開路集電極輸出模式，外部負載電路可以根據需要採用更高的供電電壓和較大的工作電流。典型電路如ULN2003A等，可直接驅動繼電器，電喇叭，信號燈等負載。在應用中較靈活。
在線檢測：IN=0V，OUT＝24V；IN=5V，OUT＝0V。仍符合反相器規則。
圖4 電路形式之一
此電路的IN=OUT，似乎和省略掉該電路，將IN\OUT端短接的效果是一樣的。何也？
蓋有兩種作用：
其一，提高帶載能力。如MCU引腳的拉電流能力因上拉電阻所限，可能僅為1mA電流輸出能力，以至於連發光二極體也無法驅動，用圖3電路，則使帶載能力顯著提高。
圖5 電路形式之二
其二，起到阻抗變換作用。如圖4串行脈衝傳輸電路，系主板MCU和面板MCU的通訊電路，輸入和輸出信號在幅度和極性上顯然是一樣的，但若直接傳輸，對外部幹擾信號的抵抗力較差。串入否定之否定之電路，使傳輸線阻大為降低，有一定的電流在流通著，幹擾信號便被「水流」衝走了。一定程度上提升了抗幹擾能力。
圖4，用一隻同相器或許可以取代，而圖5，則非用兩組反相器電路不可。
圖6 反相器的多組串聯方式
從邏輯關係分析，用一級反相器肯定和三組反相器的結果是一樣的，為何白白浪費兩組呢？
無論數字電路或放大器，因輸入阻抗較高，當其突置時，其輸出端電壓是不確定（輸出級電路是不安分）的，這和無業游民多了會增加社會的不安定因素，是一個道理。那麼使其就業哪怕是一個閒職也好。
每個反相器晶片內往往包含多組反相器，如74HC14，即內含6組反相器電路，恰好有兩組剩餘時，構成圖5電路，就算是較好的安置方法了。
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