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【物联科普】详细分析电平转换电路




详细分析电平转换电路

不同的芯片对其引脚使用不同的电压(如常见的1.8V、3.3V、5V等),为了能够正常通信,就需要电平转换。

1、二极管电平转换电路

二极管电平转换电路

当输入端3.3V为低电平时,D1导通,输出端1.8V为低电平,实现两端都为低电平。当输入端3.3V为高电平时,D1截止,输出端被R1上拉至1.8V,为高电平,实现两端都为高电平。

需要注意转换的方向,高电压端和低电压端不可调换。

2、三极管电平转换电路

三极管电平转换电路

左IN是输入,右OUT是输出,VDDA和VDDB是两个相互转换的不同电压域。当IN输入0V时,晶体管Q1导通,OUT被下拉到接近0V的电平,实现低电平转换;当IN输入高电平(VDDA)时,晶体管Q1关断,OUT被上拉到VDDB,从而实现高电平转换。

跟二极管类似,也需要注意转换的方向

3、NMOS管电平转换电路

NMOS管电平转换电路

当S(即TXD_1V8)输出高电平时,Q4的Vgs=0,MOS管关闭,D(即UART1_RXD)被电阻R42上拉到3.3V。

当S(即TXD_1V8)输出低电平时,Q4的Vgs=1.8V,大于导通电压阈值,MOS管导通,Net2通过MOS管被拉低到低电平;

当D(即UART1_RXD)输出高电平时,Q4的Vgs不变,MOS管维持关闭状态,S(即TXD_1V8)被电阻R37上拉到1.8V;

当D(即UART1_RXD)输出低电平时,Q4不导通,MOS管先经过体二极管把S(即TXD_1V8)拉低到低电平,此时Vgs≈1.8V,MOS管导通,进一步拉低S(即TXD_1V8)的电压。

注意:高电压>低电压–0.7V,否则在D→S传输高电平时会出现问题,即Vs=Vd+0.7,此时的Vs<VCC。由于双向NMOS电路的电导电阻较大,适用于低频信号电平转换


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