3.3V和5V电平双向转换—MOS管电路阐发-KIA MOS管

3.3V和5V电平转换

电平转换在电路设想中很是罕见，由于做电路设想良多时辰就像在搭积木，这个电路模块，加上阿谁电路模块，拼拼集凑连起来便是一个电子产物了。而各电路模块间常常会呈现电压域不分歧的环境，以是模块间的通信就要利用电平转换电路了。

电路图以下：

仅由3个电阻加一个MOS管组成，电路非常简略。

上图中，SDA1/SCL1，SDA2/SCL2为I2C的两个旌旗灯号端，VDD1和VDD2为这两个旌旗灯号的高电平电压。电路利用限制条件为：

1，VDD1 ≤ VDD2；

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

3，Vgs ≤ VDD1；

4，Vds ≤ VDD2 。

对3.3V和5V/12V等电路的彼此转换，NMOS管挑选AP2306或SI2306便可。

电路阐发以下：

1、不器件下拉总线线路。

3.3V局部的总线线路经由过程上拉电阻Rp上拉至3.3V。 NMOS管的栅极和源极都是3.3V， 以是它的Vgs 低于阀值电压，NMOS管不导通。

这就许可5V局部的总线线路经由过程它的上拉电阻Rp上拉到5V。此时两局部的总线线路都是高电平，只是电压电平差别。

2 、一个3.3V 器件下拉总线线路到低电平。

NMOS管的源极也变成低电平，而栅极是3.3V，Vgs回升高于阀值，NMOS 管起头导通。而后5V局部的总线线路经由过程导通的NMOS管被3.3V 器件下拉到低电平。此时，两局部的总线线路都是低电平，并且电压电平不异。

3、一个5V 的器件下拉总线线路到低电平。

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局部被下拉直到Vgs 跨越阀值，NMOS管起头导通。

3.3V局部的总线线路经由过程导通的NMOS管被5V 的器件进一步下拉到低电平。此时，两局部的总线线路都是低电平，并且电压电平不异。

长处：

1、合用于低频旌旗灯号电平转换，价钱昂贵。

2、导通后，压降比三极管小。

3、正反向双领导通，相称于机器开关。

4、电压型驱动，固然也须要必然的驱动电流，并且有的利用或许比三极管大。

什物对比图以下。什物的上拉电阻用了4.7K欧姆，能够供给更大的电流驱动才能。在知足电路机能的条件下，用阻值更大的电阻，由于功耗更低更省电。

1、当SDA1输入高电日常平凡：MOS管Q1的Vgs = 0，MOS管封闭，SDA2被电阻R3上拉到5V。

2、当SDA1输入低电日常平凡：MOS管Q1的Vgs = 3.3V，大于导通电压，MOS管导通，SDA2经由过程MOS管被拉到低电平。

3、当SDA2输入高电日常平凡：MOS管Q1的Vgs稳定，MOS保持封闭状况，SDA1被电阻R2上拉到3.3V。

4、当SDA2输入低电日常平凡：MOS管不导通，可是它有体二极管！MOS管里的体二极管把SDA1拉低到低电平，此时Vgs约即是3.3V，MOS管导通，进一步拉低了SDA1的电压。

注：

低电平指即是或靠近0V。

高电平指即是或靠近电源电压。以是3.3V电压域的器件，其高电平为即是或靠近3.3V；5V电压域的器件，其高电平为即是或靠近5V。

详细请求看芯片的数据手册是怎样申明这个限制规模的，罕见的比方说0.3倍的“芯片供电电压”以下为低电平，0.7倍的“芯片供电电压”以上为高电平。

也便是说“芯片供电电压”为5V的时辰，5 x 0.3 = 1.5V 以下为低电平，5 x 0.7 = 3.5V 以上为高电平。

注重事变：

以上是3.3V与5V之间的环境，若是换用其余电压域之间的转换，如3.3V、2.5V、1.8V等电压值的两两之间，须要注重MOS管的Vgs开启导通电压。

给MOS管太高的Vgs会致使MOS管烧坏。给太低的Vgs会致使MOS管打不开。差别型号的MOS管这个参数值还不一样。

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