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基于MOS管的雙向電平轉(zhuǎn)換電路設(shè)計

CHANBAEK ? 來源:博客園-am7s ? 作者:博客園-am7s ? 2023-03-16 09:52 ? 次閱讀

如圖所示

在一些IO電平不匹配的情況,需要用到電平轉(zhuǎn)換電路。 特別如I2C總線上,主芯片和多個外設(shè)直接,較常遇到電源域電壓不一致的情況。

wKgaomQSdjGAYf12AAA1TnHUAxs070.png

如圖所示,是典型電路,分析如下:

正向,左到右:

1,當(dāng)SDA_M(Master端)輸出為高電平,此時MOS管的Vgs=0,MOS管不導(dǎo)通,SDA_S(Slave)線被電阻上拉到5V;

2,當(dāng)SDA_M輸出為低電平,此時MOS管的Vgs=3.3V(大于導(dǎo)通電壓),MOS管導(dǎo)通,SDA_S通過MOS管被拉低到低電平;

反向,右到左:

1,當(dāng)SDA_S輸出為高電平,此時MOS管的Vgs=0,MOS管不導(dǎo)通,SDA_M線被電阻上拉到3.3V;

2,當(dāng)SDA_S輸出為低電平,初始時MOS管的Vgs=0V,MOS管不導(dǎo)通;

但是因為SDA_S是低,MOS管的體二極管會將SDA_M拉低,此時Vgs=3.3V,MOS管導(dǎo)通,SDA_M通過MOS管被進(jìn)一步拉低到低電平;

不應(yīng)存在兩邊同時輸出的情況。

要注意Vgs的選取(現(xiàn)在較多應(yīng)用是3.3V/1.8V間的電平轉(zhuǎn)換)。

仿真所用電路如下,VG1模擬輸出一個1kHz的方波,作為輸出端,是3.3V IO電平。

MOS T1右側(cè)是5V IO電平,MOS T2右側(cè)是3.3V IO電平,此處用兩套電路來模擬相互轉(zhuǎn)換。

R1是3.3V輸出端的上拉,R2是5V IO端的上拉,R3是右側(cè)3.3V輸出端的上拉。

wKgZomQSdjGARtC2AACPDTGRjyU651.png

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