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如何利用MOS管进行单、双向电平转换?
时间:2024-04-11
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当两个CPU供电电压不一致时,需进行电平转换以避免信号传输错误和芯片损坏。利用MOS管可实现单、双向电平转换。单向转换中,MOS管控制数据传输方向;双向转换中,MOS管根据输入电平状态导通或关闭,实现电平转换。上拉电阻用于提供IO口所需电压并限流。

摘要由作者通过智能技术生成

有用

如何利用MOS管进行单、双向电平转换?

什么是电平转换?

现在有两个芯片,一个是5V,另一个是3.3V,要想在这两者之间进行通讯,建立连接关系,就需要进行电平转换。

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为什么需要电平转换?

当两个CPU供电电压不一致时,在电平不匹配的情况下,容易造成信号传输出错。如果两者电压相差太大的话,严重时会损坏芯片。

电平转换主要针对两个或者两个以上的CPU之间的通讯转换,可以分为单向转换和双向转换。

那么,如何利用单个MOS管来进行单向转换和双向转换呢?

下面VBsemi小编来分享两个在网上看到的电路。

单向电平转换电路

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1.数据传输方向:TXD-2传到RXD-1

TXD-2输出为低电平时,二极管D1导通,RXD-1被拉低;

TXD-2输出为高电平5V时,二极管D1截止,RXD-1被拉高到3.3V高电平;

2.数据传输方向TXD-1传到RXD-2

TXD-1为低电平时,MOS管Q1导通,RXD-2被拉低;

TXD-1为高电平3.3V时,MOS管Q1截止,RXD-2被拉高到5V高电平。

双向电平转换电路

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1. SDA1输出高电平时,MOS管Q1的Vgs = 0,MOS管关闭,SDA2被电阻R3上拉到5V。

2. SDA1输出低电平时:MOS管Q1的Vgs = 3.3V,大于导通电压,Q1管导通,SDA2通过Q1被拉到低电平

3、当SDA2输出高电平时:MOS管Q1的Vgs不变,Q1保持关闭,SDA1被电阻R2上拉到3.3V。

4、SDA2输出低电平时:MOS管Q1不导通,但由于MOS管Q1的体二极管,将SDA1拉低到低电平,此时Vgs3.3V,MOS管Q1导通,进一步拉低了SDA1的电压。

注意:

我们用了3.3V和5V来举例子,当换成其它电压值时,需要考虑到MOS管的Vgs开启导通电压 。

此外,这里的高电平接近或者等于电源电压,因此3.3V器件的高电平会接近或等于高电平,5V电压则接近或等于5V。

具体限定要看IC手册如何限定这个范围。

上拉电阻作用:将电压上拉给IO口使用,同时起到限流的作用。


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