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  • 使用單個MOS管來實現(xiàn)雙向電平轉(zhuǎn)換的電路介紹
    • 發(fā)布時間:2024-08-07 19:26:22
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    使用單個MOS管來實現(xiàn)雙向電平轉(zhuǎn)換的電路介紹
    工作中會經(jīng)常碰到電平需要轉(zhuǎn)換的場景,尤其像需要的電壓不同的芯片之間的轉(zhuǎn)換,或者隔離芯片的兩端的不同電壓需求,還有比如兩個處理器之間的串口通訊,一個為1.8V,另一個為3.3V,如果直接將他們相連的話那肯定會發(fā)生意想不到的事情,因此今天介紹一個使用單個MOS管來實現(xiàn)雙向電平轉(zhuǎn)換的電路,非常簡單使用,這個可以應(yīng)用在對速率要求不高的場景,大家把可以參考。
    MOS管實現(xiàn)雙向電平轉(zhuǎn)換的電路
    此圖為單個MOS管的電平轉(zhuǎn)換電路,用到一個NMOS和兩個10k電阻,非常簡單,大家可以先自行理解一波,下面具體分析。
    MOS管實現(xiàn)雙向電平轉(zhuǎn)換的電路
    上圖為一個階段的過程變化,首先我們來分析下當(dāng)從右邊的高壓側(cè)向左邊的低壓側(cè)發(fā)生電平變化時,電路會有什么反應(yīng)。
    當(dāng)右側(cè)開關(guān)直接接地,3.3V變?yōu)?V時,模擬輸入一個低電平,此時MOS管Q1的漏極電壓為0V,由于MOS管的體二極管原因,左側(cè)1.8V電,經(jīng)過電阻R1,MOS管的體二極管,流入GND,此時MOS管Q1的源極電壓大概為0.6V左右,因此MOS管Q1的GS間電壓為Vgs=1.8V-0.6V=1.2V,由于1.2V的電壓已經(jīng)達到MOS管Q1的導(dǎo)通電壓,MOS管Q1開始導(dǎo)通,當(dāng)MOS管Q1導(dǎo)通以后,由于內(nèi)阻極小,會使MOS管源極電壓變?yōu)?V,便實現(xiàn)了0V輸出。
    當(dāng)右側(cè)開關(guān)斷開以后,MOS管Q1的漏極會被拉到3.3V,此時模擬的是高電平輸入,此時MOS管Q1的Vgs電壓變?yōu)?V,因此MOS管Q1不導(dǎo)通,處于截止狀態(tài),進而電阻R1被上拉,MOS管Q1的源極電壓變?yōu)?.8V,實現(xiàn)了3.3V轉(zhuǎn)換為1.8V的電平轉(zhuǎn)換。
    MOS管實現(xiàn)雙向電平轉(zhuǎn)換的電路
    現(xiàn)在我們來分析下當(dāng)從左邊的低壓側(cè)向右側(cè)的高壓側(cè)發(fā)生電平變化時,電路會有什么反應(yīng)。
    當(dāng)左邊芯片內(nèi)部開關(guān)短接,變?yōu)?V時,MOS管Q1的源極電壓為0V,此時MOS管Vgs電壓為1.8V,達到MOS管開啟電壓,因此MOS管的漏極電壓被拉到0V,實現(xiàn)了低電平轉(zhuǎn)換。
    當(dāng)左邊芯片內(nèi)部開關(guān)斷開時,電阻R1被上拉,此時MOS管Q1的源極電壓為1.8V,Vgs=0V,因此MOS管漏極的電壓會被右邊的3.3V電經(jīng)過電阻R2拉為3.3V。
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