电平转换实现简述_为什么要进行电平转换

电平转换实现简述_为什么要进行电平转换电平转换实现简述1.前言2.BJT和mos实现3.二极管实现4.电阻实现1.前言在设计电路时,很多情况下会出现电平不匹配的情况,最常用的方式就是增加电平转换芯片。那自然就会想到其实现思想源自于哪?如果用分离器件搭,如何能实现?下图是SN74ALVC164245的逻辑框图,包含与门和反相器,与门主要实现使能和方向控制,反向器用来实现信号传输。2.BJT和mos实现以NPN的BJT和NMOS为例来说,集电极输出和漏极输出是最简单的反相器。只不过由于BJT和MOS本身的特性,BJT只能单向传输

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1.前言

在设计电路时,很多情况下会出现电平不匹配的情况,最常用的方式就是增加电平转换芯片。那自然就会想到其实现思想源自于哪?如果用分离器件搭,如何能实现?
下图是SN74ALVC164245的逻辑框图,包含与门和反相器,与门主要实现使能和方向控制,反向器用来实现信号传输。
在这里插入图片描述

2. BJT和mos实现

以NPN的BJT和NMOS为例来说,集电极输出和漏极输出是最简单的反相器。只不过由于BJT和MOS本身的特性,BJT只能单向传输,MOS可双向。
在电平转换时,希望输入0(低电平),输出0,输入高电平V1,输出高电平V2.
1)BJT实现
下图是单BJT的实现。当IN为0,Q1导通,OUT为近似为0,当IN为VDDA时,Q1关断,OUT被拉到VDDB,实现IN到OUT电平的转换。可用于高端电路中。
在这里插入图片描述
双BJT实现。从IN到OUT就是两反相器,可用于低端电路中。
在这里插入图片描述
BJT电平转换只能单相,且使用几百kps的传输速率下。

2)mos实现
在这里插入图片描述
将BJT换成mos,可实现双向。
从IN到OUT,当IN为0,Q1通,OUT为0,当IN为高,Q1不通,若VDDB大于VDDA,体二极管也不通,OUT为高,当VDDB小于VDDA,体二极管导通,OUT会被拉高到VDDA,起不到保护作用,所以nmos的D极需要接到高电压侧。
从OUT到IN,当OUT为0,Q1不通,IN通过体二极管,为低,当OUT为高,Q1不通,IN上拉到VDDA,为高。

3. 二极管实现

当输入为低电平时,二极管不通,输出为低,为高电平时,二极管导通,上拉到低压。
在这里插入图片描述
将二极管和电阻交换位置也可实现。当输入为低时,二极管通,输出为低,反之为高。
在这里插入图片描述
这两种情况,供电都只能接到低压。由于限流,上拉电阻大,导致此方法传输速率慢,而且二极管导通压降需要控制小于高电平的最小值。

4. 电阻实现

1)电阻分压
电阻分压是最简单将高压转化为低压的方式,只需选好分压电阻的比值就行,但是分压电阻大,导致此方法传输速率慢。
2)电阻限流
由于两侧端子都有等效电阻,可以形成分压,所以可用限流电阻实现,但是你需要考虑芯片内部结构,可靠性不佳。
在这里插入图片描述

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