双向电平转换

I2C电平转换:


双向传输原理,分四种情况:
1、当SDA1输出高电平时:MOS管Q1的Vgs = 0,MOS管关闭,SDA2被电阻R3上拉到5V。
2、当SDA1输出低电平时:MOS管Q1的Vgs = 3.3V,大于导通电压,MOS管导通,SDA2通过MOS管被拉到低电平。
3、当SDA2输出高电平时:MOS管Q1的Vgs不变,MOS维持关闭状态,SDA1被电阻R2上拉到3.3V。
4、当SDA2输出低电平时:MOS管不导通,但内部体二极管导通(压降0.2V左右)把SDA1拉低到低电平,此时Vgs约等于3.3V,MOS管导通,进一步拉低了SDA1的电压。

注:
1、mos管的gs上拉电阻(R1、R2)需接电压阈较小的一端(3.3V),如果接电压阈高的一端(5V),高压阈会通过体二极管对低压阈构成回路!即低端电压一定要低于等于高端电压。
2、关于速率,如果太快信号也会失真,一般100K以内问题都不大,超出了就要实际观察下波形失真情况了,看下能否接受。

优点:
1、适用于低频信号电平转换,价格低廉。
2、导通后,压降比三极管小。
3、正反向双向导通,相当于机械开关。
4、电压型驱动,当然也需要一定的驱动电流,而且有的应用也许比三极管大。

其他事项:
1、3.3V、2.5V、1.8V等电压值的两两之间,需要注意MOS管的Vgs开启导通电压。实际使用时为保证完全开启、完全导通,设计上要多预留余量,
比如实际电路中Vgs起码给到1.8V。因为1.8V的设计参数接近数据手册标注的1V临界值,尤其注意用实验验证,确保万无一失。



2、给MOS管过高的Vgs会导致MOS管烧坏!