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转:33V和5V电平双向转换——NMOS管

发布时间:2019-06-12 00:40 来源:未知 编辑:admin

  此电路来自于飞利浦的一篇设计指导文档,是I2C总线官方推荐使用的电平转换电路。在实际使用过程中,需要尤其注意NMOS管的选型以及上拉电阻阻值的选取。由于该电路基于上拉电阻,NMOS管的电容特性可能会导致波形劣化。为了保证输出的上升速度,使得输出波形维持较好的形状以保证数据正确,通常选择Qg较小的NMOS管。

  上图中,SDA1/SCL1,SDA2/SCL2为I2C的两个信号端,VDD1和VDD2为这两个信号的高电平电压。电路应用限制条件为:

  2,SDA1/SCL1的低电平门限大于0.7V左右(视NMOS内的二极管压降而定);

  1、没有器件下拉总线V部分的总线线路通过上拉电阻Rp上拉至3.3V。 NMOS管的栅极和源极都是3.3V, 所以它的Vgs 低于阀值电压,NMOS管不导通。这就允许5V部分的总线线路通过它的上拉电阻Rp上拉到5V。此时两部分的总线线路都是高电平,只是电压电平不同。

  NMOS管的源极也变成低电平,而栅极是3.3V,Vgs上升高于阀值,NMOS 管开始导通。然后5V部分的总线线路通过导通的NMOS管被3.3V 器件下拉到低电平。此时,两部分的总线线路都是低电平,而且电压电平相同。

  NMOS管的漏极基底二极管导通,源极电压为基底二极管导通0.7V,3.3V部分被下拉直到Vgs 超过阀值,NMOS管开始导通。3.3V部分的总线线路通过导通的NMOS管被5V 的器件进一步下拉到低电平。此时,两部分的总线线路都是低电平,而且电压电平相同。

  1、MOS管一定要选内嵌DS反向二极管的,没有就要外加低导通压降的管子。2、高端侧拉低的低电平一定要够低,因为电平转换电路已经有了上拉电阻,就 不要在重复增加上拉电阻了。尤其是对于存在若下拉状态的接口。3、线路串联电阻不要随意放,很简单串联分压,串联电阻后,主控端拉低后,接收端的电平会不够低,尤其这种状态出在3.3V一侧你就Game over了

  上拉电阻越小上升时间越小;5V电路下降沿陡是因为NMOS导通,直接由3.3V电路驱动低电平。

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