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  • 怎么利用MOS管進行單,雙向電平轉換介紹
    • 發布時間:2024-12-17 18:17:39
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    怎么利用MOS管進行單,雙向電平轉換介紹
    當兩個CPU供電電壓不一致時,需進行電平轉換以避免信號傳輸錯誤和芯片損壞。利用MOS管可實現單、雙向電平轉換。單向轉換中,MOS管控制數據傳輸方向;雙向轉換中,MOS管根據輸入電平狀態導通或關閉,實現電平轉換。上拉電阻用于提供IO口所需電壓并限流。
    如何利用MOS管進行單、雙向電平轉換?
    什么是電平轉換?
    現在有兩個芯片,一個是5V,另一個是3.3V,要想在這兩者之間進行通訊,建立連接關系,就需要進行電平轉換。
    MOS管進行單,雙向電平轉換
    為什么需要電平轉換?
    當兩個CPU供電電壓不一致時,在電平不匹配的情況下,容易造成信號傳輸出錯。如果兩者電壓相差太大的話,嚴重時會損壞芯片。
    電平轉換主要針對兩個或者兩個以上的CPU之間的通訊轉換,可以分為單向轉換和雙向轉換。
    那么,如何利用單個MOS管來進行單向轉換和雙向轉換呢?
    下面分享兩個電路。
    單向電平轉換電路
    MOS管進行單,雙向電平轉換
    1.數據傳輸方向:TXD-2傳到RXD-1
    當TXD-2輸出為低電平時,二極管D1導通,RXD-1被拉低;
    當TXD-2輸出為高電平5V時,二極管D1截止,RXD-1被拉高到3.3V高電平;
    2.數據傳輸方向:TXD-1傳到RXD-2
    當TXD-1為低電平時,MOS管Q1導通,RXD-2被拉低;
    當TXD-1為高電平3.3V時,MOS管Q1截止,RXD-2被拉高到5V高電平。
    雙向電平轉換電路
    MOS管進行單,雙向電平轉換
    1. 當SDA1輸出高電平時,MOS管Q1的Vgs = 0,MOS管關閉,SDA2被電阻R3上拉到5V。
    2. 當SDA1輸出低電平時:MOS管Q1的Vgs = 3.3V,大于導通電壓,Q1管導通,SDA2通過Q1被拉到低電平
    3、當SDA2輸出高電平時:MOS管Q1的Vgs不變,Q1保持關閉,SDA1被電阻R2上拉到3.3V。
    4、當SDA2輸出低電平時:MOS管Q1不導通,但由于MOS管Q1的體二極管,將SDA1拉低到低電平,此時Vgs≈3.3V,MOS管Q1導通,進一步拉低了SDA1的電壓。
    注意:
    我們用了3.3V和5V來舉例子,當換成其它電壓值時,需要考慮到MOS管的Vgs開啟導通電壓 。
    此外,這里的高電平接近或者等于電源電壓,因此3.3V器件的高電平會接近或等于高電平,5V電壓則接近或等于5V。
    具體限定要看IC手冊如何限定這個范圍。
    上拉電阻作用:將電壓上拉給IO口使用,同時起到限流的作用。
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