3 3V和5V電平雙向轉換 NMOS管

2021-08-20 13:44:24 字數 1468 閱讀 4544

上圖中,sda1/scl1,sda2/scl2為i2c的兩個訊號端,vdd1和vdd2為這兩個訊號的高電平電壓。電路應用限制條件為:

1,vdd1 ≤ vdd2;

2,sda1/

scl1的低電平門限大於0.7v左右(視nmos內的二極體壓降而定);

3,vgs≤ vdd1;

4,vds≤ vdd2 。

對於3.3v和5v/12v等電路的相互轉換,nmos管選擇ap2306或者si2306即可。

3.3v部分的匯流排線路通過上拉電阻rp上拉至3.3v。 nmos管的柵極和源極都是3.3v, 所以它的vgs 低於閥值電壓,nmos管不導通。這就允許5v部分的匯流排線路通過它的上拉電阻rp上拉到5v。此時兩部分的匯流排線路都是高電平,只是電壓電平不同。

nmos管的源極也變成低電平,而柵極是3.3v,vgs上公升高於閥值,nmos 管開始導通。然後5v部分的匯流排線路通過導通的nmos管被3.3v 器件下拉到低電平。此時,兩部分的匯流排線路都是低電平,而且電壓電平相同。

nmos管的漏極基底二極體導通,源極電壓為基底二極體導通0.7v,3.3v部分被下拉直到vgs 超過閥值,nmos管開始導通。3.3v部分的匯流排線路通過導通的nmos管被5v 的器件進一步下拉到低電平。此時,兩部分的匯流排線路都是低電平,而且電壓電平相同。

1、適用於低頻訊號電平轉換,**低廉。

2、導通後,壓降比三極體小。

3、正反向雙嚮導通,相當於機械開關。

4、電壓型驅動,當然也需要一定的驅動電流,而且有的應用也許比三極體大。

對這個電路測試了下,mos管採用的是2n7002小訊號nmos,輸入電容很小的,大概幾十pf。下面是電路及實物

115khz波形,這個是頻率是常用串列埠較高的波特率

分析:5v電路上公升沿緩是因為依靠上拉電阻上公升至5v,時間常數決定,上拉電阻越小上公升時間越小;5v電路下降沿陡是因為nmos導通,直接由3.3v電路驅動低電平。

400khz,高速iic通訊的時鐘頻率

1mhz,波形上公升太慢了

4mhz,已經不能輸出5v的電平了

分析:5v電路還沒來得及上公升至5v就被拉下來了。

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