5V转3.3V稳压芯片道理图-5V转3.3V电源（五种手艺计划）KIA MOS管
信息来历：本站 日期：2018-06-19
凡是 5V 输出的 VOH 为 4.7 伏， VOL 为 0.4 伏；而凡是 3.3V LVCMOS 输出的 VIH 为 0.7 x VDD， VIL为 0.2 x VDD。
当 5V 输出驱动为低时，不会有题目，因为 0.4 伏的输出小于 0.8 伏的输出阈值。当 5V 输出为高时， 4.7 伏的 VOH 大于 2.1 伏 VIH，以是，咱们能够或许或许间接把两个引脚相连，不会有抵触，前提是3.3V CMOS 输出能够或许或许耐受 5 伏电压。
若是 3.3V CMOS 输出不能耐受 5 伏电压，则将呈现题目，因为超越了输出的最大电压标准。
良多厂商都利用钳位二极管来掩护器件的 I/O 引脚，避免引脚上的电压逾越最大许可电压标准。钳位二极管使引脚上的电压不会低于 Vss 逾越一个二极管压降，也不会高于 VDD 逾越一个二极管压降。要利用钳位二极管来掩护输出，依然要存眷流经钳位二极管的电流。流经钳位二极管的电流应当一直比拟小 （在微安数目级上）。若是流经钳位二极管的电流过大，就存在部件闭锁的风险。因为5V 输出的源电阻凡是在 10Ω 摆布，是以仍需串连一个电阻，限定流经钳位二极管的电流，如图所示。利用串连电阻的效果是降落了输出开关的速率，因为引脚 （CL）上组成了 RC 时候常数。
若是不钳位二极管，能够或许或许在电流中增加一个内部二极管，如图所示。
利用二极管钳位有一个题目，即它将向 3.3V 电源注入电流。在具备高电流 5V 输出且轻载 3.3V 电源轨的设想中，这类电流注入能够或许会使 3.3V 电源电压逾越 3.3V。为了避免这个题目，能够或许或许用一个三极管来替换，三极管使适量的输出驱动电流流向地，而不是 3.3V 电源。设想的电路如图所示。
Q1的基极-发射极结所起的感化与二极管钳位电路中的二极管不异。区分在于，发射极电流只需百分之几流出基极进入 3.3V 轨，绝大局部电流都流向集电极，再从集电极有害地流入地。基极电流与集电极电流之比，由晶体管的电流增益决议，凡是为10-400，取决于所利用的晶体管。
能够或许或许利用简略的电阻分压器将 5V 器件的输出降落到合用于 3.3V 器件输出的电平。这类接口的等效电路如图所示。
凡是，源电阻 RS 很是小 （小于 10Ω），若是挑选的 R1 弘远于 RS 的话，那末能够或许或许疏忽 RS 对 R1 的影响。在领受端，负载电阻 RL 很是大 （大于500 kΩ），若是挑选的R2远小于RL的话，那末能够或许或许疏忽 RL 对 R2 的影响。
在功耗和瞬态时候之间存在弃取衡量。为了使接口电流的功耗须要最小，串连电阻 R1 和 R2 应尽能够或许大。可是，负载电容 （由杂散电容 CS 和 3.3V 器件的输出电容 CL 分解）能够或许会对输出旌旗灯号的回升和降落时候发生倒霉影响。若是 R1 和 R2 过大，回升和降落时候能够或许会太长而没法接管。
若是疏忽 RS 和 RL 的影响，则肯定 R1 和 R2 的款式由上面的公式如图给出。
公式给出了肯定回升和降落时候的公式。为便于电路阐发，利用戴维宁等效计较来肯定外加电压 VA 和串连电阻 R。戴维宁等效计较界说为开路电压除以短路电流。按照公式 12-2 所施加的限定，对图所示电路，肯定的戴维宁等效电阻 R 应为 0.66*R1，戴维宁等效电压 VA 应为0.66*VS。
比方，假定有以下前提存在：
杂散电容 = 30 pF
负载电容 = 5 pF
从 0.3V 至 3V 的最大回升时候 ≤ 1 μs
外加源电压 Vs = 5V
肯定最大电阻的计较如公式所示。
此技能利用运算缩小器衰减从 5V 至 3.3V 体系的旌旗灯号幅值。
要将 5V 摹拟旌旗灯号转换为 3.3V 摹拟旌旗灯号，最简略的体例是利用 R1:R2 比值为 1.7:3.3 的电阻分压器。但是，这类体例存在一些题目。
1）衰减器能够或许会接至容性负载，组成不希冀获得的低通滤波器。
2）衰减器电路能够或许须要从高阻抗源驱动低阻抗负载。
不管是哪一种景象，都须要运算缩小器用以缓冲旌旗灯号。
所需的运放电路是单元增益跟从器 （见图）。
电路输出电压与加在输出的电压不异。
为了把 5V 旌旗灯号转换为较低的 3V 旌旗灯号，咱们只需加上电阻衰减器便可。
若是电阻分压器位于单元增益跟从器之前，那末将为 3.3V 电路供给最低的阻抗。另外，运放能够或许或许从3.3V 供电，这将节流一些功耗。若是挑选的 X 很是大的话， 5V 侧的功耗能够或许或许最大限制地减小。
若是衰减器位于单元增益跟从器以后，那末对 5V源而言就有最高的阻抗。运放必须从 5V 供电，3V 侧的阻抗将取决于 R1||R2 的值。
在将 5V 旌旗灯号传递给 3.3V 体系时，偶然能够或许或许将衰减用作增益。若是希冀的旌旗灯号小于 5V，那末把旌旗灯号间接送入 3.3V ADC 将发生较大的转换值。当旌旗灯号靠近 5V 时就会呈现风险。以是，须要节制电压越限的体例，同时不影响普通规模中的电压。这里将会商三种完成体例。
1. 利用二极管，钳位过电压至 3.3V 供电体系。
2. 利用齐纳二极管，把电压钳位至任何希冀的电压限。
3. 利用带二极管的运算缩小器，停止切确钳位。
停止过电压钳位的最简略的体例，与将 5V 数字旌旗灯号毗连至 3.3V 数字旌旗灯号的简略体例完整不异。利用电阻和二极管，使适量电流流入 3.3V 电源。选用的电阻值必须能够或许或许掩护二极管和 3.3V 电源，同时还不会对摹拟机能形成负面影响。若是 3.3V 电源的阻抗太低，那末这类范例的钳位能够或许导致3.3V 电源电压回升。即便 3.3V 电源有很好的低阻抗，当二极管导通时，和在频次充足高的环境下，当二极管不导通时 （因为有逾越二极管的寄生电容），此类钳位都将使输出旌旗灯号向 3.3V 电源施加噪声。
为了避免输出旌旗灯号对电源形成影响，或为了使输出应答较大的瞬态电流时更加自在，对前述体例略加变更，改用齐纳二极管。齐纳二极管的速率凡是要比第一个电路中所利用的疾速旌旗灯号二极管慢。不过，齐纳钳位普通来讲更加健壮，钳位时不依靠于电源的特征参数。钳位的巨细取决于流经二极管的电流。这由 R1 的值决议。若是 VIN 源的输出阻抗充足大的话，也可不须要 R1。
若是须要不依靠于电源的更加切确的过电压钳位，能够或许或许利用运放来获得紧密二极管。电路图所示。运放弥补了二极管的正向压降，使得电压恰好被钳位在运放的同相输出端电源电压上。若是运放是轨到轨的话，能够或许或许用 3.3V 供电。
因为钳位是经由过程运放来停止的，不会影响到电源。
运放不能改良低电压电路中呈现的阻抗，阻抗仍为R1 加上源电路阻抗。
接洽体例：邹师长教师
接洽德律风：0755-83888366-8022
手机：18123972950
QQ：2880195519
接洽地点：深圳市福田区车公庙天安数码城天吉大厦CD座5C1
请搜微信公家号:“KIA半导体”或扫一扫下图“存眷”官方微信公家号
请“存眷”官方微信公家号:供给 MOS管 手艺赞助
