双向电平转换实现方法:利用MOS管进行转换

前面讲过的三极管和MOS管电平转换电路都是单向的,就是信号只能是从A输出到B输入。

其实单个MOS管也能实现双向电平转换,即信号即能从A输出到B输入,也能从B输出到A输入。

实际电路就是这个,包含一个MOS管和两个电阻,芯片1信号高电平为VCCA,芯片2信号高电平为VCCB。

下面讲解下原理:

当A点为输出,B点为输入时,信号从A到B

1,当芯片1引脚在A点输出高电平VCCA时, MOS管的Vgs=0,MOS管截止,B点电压由电阻RB上拉到VCCB,相当于在芯片2引脚输入了高电平VCCB,;

2,当芯片1引脚在A点输出低电平0时, MOS管的Vgs=VCCA,如果VCCA大于MOS管的开启电压,则MOS管导通,B点电压这时也会为0,相当于在芯片2引脚输入了低电平0。;

当B点为输出,A点为输入时,信号从B到A

1,当芯片2引脚在B点输出高电平VCCB时, A点电压由电阻RA上拉到VCCA,此时MOS管的Vgs=0,MOS管不导通,相当于在芯片1引脚输入了高电平VCCA;

2,当芯片2引脚在B点输出低电平0时,VCCA通过RA,再通过MOS管的体二极管到B点,所以A点的电压为Vf,Vf为MOS管的体二极管的导通电压,Vgs=VCCA-Vf,若VCCA-Vf大于MOS管的开启电压,则MOS管导通,A点的电压进而会变为0,相当于在芯片1引脚输入了低电平0。

这个是我的实验电路,RA是10K(可以取小),RB是1K,这个上拉电阻大家可以根据实际情况来;

下面看下实测的波形,

这个是信号从A到B实测波形,是3.3V的信号转5V的信号,VCCA=3.3V,VCCB=5V

这个是信号从B到A实测波形,是5V的信号转3.3V的信号

这个是信号从A到B实测波形,是1.8V的信号转5V的信号,VCCA=1.8V,VCCB=5V

这个是信号从B到A实测波形,是5V的信号转1.8V的信号

这个电平转换电路一般用在信号频率不高的地方,在100KHZ频率以下进行电平转换波形还是OK的,信号频率高了输出信号的上升沿会变缓,容易出现时序问题

这个MOS管电平转换电路有几个限制条件

  1. Vgs(th)<VCCA<Vgsmax;

2.VCCA<VCCB,如果VCCA>VCCB,那么A和B为高电平时,从RA,MOS的体二极管,RB就会有电流,A点和B点的高电平电压可能就不是VCCA和VCCB;

3.Vdsmax<VCCB;

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