5V和3.3V是單片機系統中常見的電平，對于IIC和SPI等輸傳輸協議，芯片和芯片之間存在高低電平定義范圍不一致的問題，所以需要電平轉換電路來保證這些芯片正常工作。

一、NMOS如何工作？

下圖是NMOS電路符號，當UGS＞UGSth時，此時D極和S極之間相通，即MOS導通，電流流向從D到S。當UGS

NMOS電路符號

二、電平轉換電路的實現及原理

IIC電平轉換電路的具體實現如下：

①5V轉3.3V

當輸入5V時，由于UGS之間的壓差為0V（UG是3.3V，US是3.3V被R2上拉到3.3V），小于UGSth，所以NMOS不導通。當A點是高電平5V時，B點也是3.3V的高電平，實現了5V轉換為3.3V。

5V轉3.3V

當A點的電位為0V時，由于MOS里存在體二極管，B點一開始一瞬間的電壓是3.3V，導致體二極管導通，B點的電位從3.3V變成0.7V。

0V轉0.7V

此時UG的電壓為3.3V，B點電壓（US）0.7V，UGS之間的壓差2.6V，NMOS正常導通，體二極管被短路，導致B點電位變成0V（由于RDS的存在，B點電壓趨近于0V）。

0V轉0V

②3.3V轉5V

當B點的電壓為3.3V時，UGS之間壓差為0V，NMOS截止，A點的電壓被R1上拉到5V。

3.3V轉5V

當B點電壓為0V，UGS之間壓差3.3V，MOS導通，A點變為0V。

0V轉0V

三、電平轉換電路的注意事項

①以上圖A點處的電壓要比MOS另一邊的電壓高，否則體二極管導通，無法進行電平轉換。

②NMOS分為高開啟電壓和低開啟電壓，因此要注意NMOS的開啟電壓值。

③對于圖中R1、R2電阻大小的選擇，太小會導致電阻兩端電壓差別小，無法實現電平轉換，太大會導致電平轉換時間長。因此一般選擇4.7K。