MOS管電路經(jīng)典應(yīng)用：IIC雙向level shift-KIA MOS管

在電路設(shè)計(jì)中，電平轉(zhuǎn)換電路是不可缺少的部分。在供電方面，除了系統(tǒng)供電以外，其他很多情況都是需要通過電平轉(zhuǎn)換電路，來得到我們所需的電壓。同時(shí)電平轉(zhuǎn)換這方面的電路也是五花八門，其中就有用到MOS管的案例。本文講解MOS管在電平轉(zhuǎn)換電路中的應(yīng)用。

雙向level shift

MOS管 IIC 電平轉(zhuǎn)換

此電路屬于IIC電平轉(zhuǎn)換電路。主要采用的是NMOS管。分別串接在時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信號線上。為了方便，介紹一下SCL這一根線上的電平轉(zhuǎn)換。

MOS管 IIC 電平轉(zhuǎn)換

作為時(shí)鐘線，無非就是要么低電平，要么高電平。

所以呢，此線路共分為四種情況。

1.左端被拉低即為低電平，Vgs=3.3V。

此時(shí)MOS管導(dǎo)通，右邊的信號也呈低電平狀態(tài)。

2.左端被拉高即為高電平。Vgs=0V。

此時(shí)MOS管截止，MOS管未導(dǎo)通。左端依舊是高電平，處于5V.

線路上呈現(xiàn)，左端為3.3V，右邊為5V.即形成3.3V轉(zhuǎn)5V的電平轉(zhuǎn)換狀態(tài)。

3.右端被拉低即為低電平

此時(shí)MOS管的二極管導(dǎo)通，此時(shí)左端也呈低電平狀態(tài)。

4.右端被拉高即為高電平時(shí)。

此時(shí)MOS管截止，左端為高電平3.3V。

線路上呈現(xiàn)，左端為3.3V，右邊為5V.，即形成5V轉(zhuǎn)3.3V的電平轉(zhuǎn)換狀態(tài)。

電路設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1.MOS管選擇增強(qiáng)耗盡型的NMOS管。

2.NMOS管，左右兩端可調(diào)，但S極電壓永遠(yuǎn)小于G極電壓。

3.MOS管導(dǎo)通電壓Vgs(th)要略小于level shift左端電平值。

4.IIC的選擇速率不同，對MOS管的開關(guān)時(shí)間有要求。數(shù)據(jù)從左邊到右邊有個(gè)時(shí)間差。這個(gè)時(shí)間一方面受MOS管的關(guān)閉時(shí)間參數(shù)影響，另一方面受總線的容抗+上拉電阻的影響（RC時(shí)間常數(shù)）。最常見的是I2C傳輸速率為400kbit/s.即1bit的傳輸時(shí)間為2.5us，MOS管在選擇時(shí)，其開關(guān)時(shí)間也要小于這個(gè)數(shù)值。否則的話，在這2.5us之內(nèi)，1位數(shù)據(jù)的傳輸可能無法滿足時(shí)序的要求，導(dǎo)致通訊失敗。

除此在外，MOS管在做3.3V轉(zhuǎn)5V的電平轉(zhuǎn)換電路上，還有如下，也是一種最常見的方法。

MOS管 IIC 電平轉(zhuǎn)換