利用MOS管进行电平转换,实现不同电平系统的通信
利用MOS管实现电平转换通信
应用：蓝牙模块与5V单片机的通信
整理：DB.YAN, i_restart@https://www.360docs.net/doc/2d18219651.html,
如上图所示，是MOS-N 场效应管双向电平转换电路。
双向传输原理：
为了方便讲述，定义 3.3V 为 A 端，5.0V 为 B 端。
A→B：
A端输出低电平时（0V），MOS管导通，B端输出是低电平（0V）
A端输出高电平时（3.3V），MOS管截至，B端输出是高电平（5V）
A端输出高阻时（OC），MOS管截至，B端输出是高电平（5V）
B→A：
B端输出低电平时（0V），MOS管内的二极管导通，从而使MOS管导通，A 端输出是低电平（0V）
B端输出高电平时（5V），MOS管截至，A端输出是高电平（3.3V）
B端输出高阻时（OC），MOS管截至，A端输出是高电平（3.3V）
场效应管和mos管的区别
功率场效应晶体管MOSFET 1.概述 MOSFET的原意是：MOS（Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体），FET（Field Effect Transistor场效应晶体管），即以金属层（M）的栅极隔着氧化层（O）利用电场的效应来控制半导体（S）的场效应晶体管。 功率场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS型（Metal Oxide Semiconductor FET）,简称功率MOSFET（Power MOSFET）。结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管（Static Induction Transistor——SIT）。其特点是用栅极电压来控制漏极电流，驱动电路简单，需要的驱动功率小，开关速度快，工作频率高，热稳定性优于GTR，但其电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。 2.功率MOSFET的结构和工作原理 功率MOSFET的种类：按导电沟道可分为P沟道和N沟道。按栅极电压幅值可分为；耗尽型；当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道，增强型；对于N（P）沟道器件，栅极电压大于（小于）零时才存在导电沟道，功率MOSFET主要是N沟道增强型。 2.1功率MOSFET的结构 功率MOSFET的内部结构和电气符号如图1所示；其导通时只有一种极性的载流子（多子）参与导电，是单极型晶体管。导电机理与小功率MOS管相同，但结构上有较大区别，小功率MOS管是横向导电器件，功率MOSFET大都采用垂直导电结构，又称为VMOSFET （Vertical MOSFET），大大提高了MOSFET器件的耐压和耐电流能力。 按垂直导电结构的差异，又分为利用V型槽实现垂直导电的VVMOSFET和具有垂直导电双扩散MOS结构的VDMOSFET（Vertical Double-diffused MOSFET），本文主要以VDMOS 器件为例进行讨论。 功率MOSFET为多元集成结构，如国际整流器公司（International Rectifier）的HEXFET 采用了六边形单元；西门子公司（Siemens）的SIPMOSFET采用了正方形单元；摩托罗拉公司（Motorola）的TMOS采用了矩形单元按“品”字形排列。 2.2功率MOSFET的工作原理 截止：漏源极间加正电源，栅源极间电压为零。P基区与N漂移区之间形成的PN结J1 反偏，漏源极之间无电流流过。 导电：在栅源极间加正电压UGS，栅极是绝缘的，所以不会有栅极电流流过。但栅极的正电压会将其下面P区中的空穴推开，而将P区中的少子—电子吸引到栅极下面的P区表面 当UGS大于UT（开启电压或阈值电压）时，栅极下P区表面的电子浓度将超过空穴浓度，使P型半导体反型成N型而成为反型层，该反型层形成N沟道而使PN结J1消失，漏极和源极导电。 2.3功率MOSFET的基本特性
详解电平种类与电平转换
详解电平种类与电平转换 1. 常用的电平转换方案 (1) 晶体管+上拉电阻法 就是一个双极型三极管或 MOSFET，C/D极接一个上拉电阻到正电源，输入电平很灵活，输出电平大致就是正电源电平。 (2) OC/OD 器件+上拉电阻法 跟 1) 类似。适用于器件输出刚好为 OC/OD 的场合。 (3) 74xHCT系列芯片升压(3.3V→5V) 凡是输入与 5V TTL 电平兼容的 5V CMOS 器件都可以用作3.3V→5V电平转换。 ——这是由于 3.3V CMOS 的电平刚好和5V TTL电平兼容（巧合），而 CMOS 的输出电平总是接近电源电平的。 廉价的选择如 74xHCT(HCT/AHCT/VHCT/AHCT1G/VHCT1G/...) 系列 (那个字母 T 就表 示 TTL 兼容)。 (4) 超限输入降压法(5V→3.3V,3.3V→1.8V, ...) 凡是允许输入电平超过电源的逻辑器件，都可以用作降低电平。 这里的"超限"是指超过电源，许多较古老的器件都不允许输入电压超过电源，但越来越多的新器件取消了这个限制 (改变了输入级保护电路)。 例如，74AHC/VHC 系列芯片，其 datasheets 明确注明"输入电压范围为0~5.5V"，如果采 用 3.3V 供电，就可以实现5V→3.3V电平转换。 (5) 专用电平转换芯片 最著名的就是 164245，不仅可以用作升压/降压，而且允许两边电源不同步。这是最通用的电平转换方案，但是也是很昂贵的 (俺前不久买还是￥45/片，虽是零售，也贵的吓人)，因此若非必要，最好用前两个方案。 (6) 电阻分压法 最简单的降低电平的方法。5V电平，经1.6k+3.3k电阻分压，就是3.3V。 (7) 限流电阻法 如果嫌上面的两个电阻太多，有时还可以只串联一个限流电阻。某些芯片虽然原则上不允许输入电平超过电源，但只要串联一个限流电阻，保证输入保护电流不超过极限(如 74HC 系列为 20mA)，仍然是安全的。 (8) 无为而无不为法 只要掌握了电平兼容的规律。某些场合，根本就不需要特别的转换。例如，电路中用到了某种 5V 逻辑器件，其输入是 3.3V 电平，只要在选择器件时选择输入为 TTL 兼容的，就不需要任何转换，这相当于隐含适用了方法3)。
三极管MOS管原理(很详细)
双极型晶体管
双极型晶体管又称三极管。电路表示符号： Ｂ Ｊ Ｔ 。根据功率的不同具有不同的外形结构。
（ａ ）小功率管 （ｂ ）小功率管 （ｃ ）中功率管 （ｄ ）大功率管
1
双极型晶体管的几种常见外形
一. 基本结构
由两个掺杂浓度不同且背靠背排列的PN结组成， 根据排列方式的不同可分为NPN型和PNP型两种,每个 PN结所对应区域分别称为发射区、基区和集电区。
C NPN型 B
基极
集电极
集电极
C P N P E
2
N P N E 发射极
PNP型
B
基极 发射极
C B IB E
IC B IE IB
C
IC
E
IE
NPN型三极管
PNP型三极管
制成晶体管的材料可以为Si或Ge。
3
集电区： 面积较大
C N P N E
集电极
基区：较薄， 掺杂浓度低
基极
B
发射区：掺 杂浓度较高
4
发射极
C N P N E
集电极
集电结
Ｂ Ｊ Ｔ 是非线性元 件，其工作特性与其 工作模式有关： 当Ｅ Ｂ 结加正偏，Ｃ Ｂ 结 加反偏时， Ｂ Ｊ Ｔ 处于放 大模式；
基极
B
发射结 发射极
当Ｅ Ｂ 结和Ｃ Ｂ 结均加正偏时， Ｂ Ｊ Ｔ 处于饱和模式； 当Ｅ Ｂ 结加零偏或反偏、Ｃ Ｂ 结加反偏时， Ｂ Ｊ Ｔ 处于截止 模式。 Ｂ Ｊ Ｔ 主要用途是对变化的电流、电压信号进行放大， 饱和模式和截止模式主要用于数字电路中。
5
电平转换方法
5V-3.3V电平转换方法 在实际电路设计中，一个电路中会有不同的电平信号。 方案一：使用光耦进行电平转换 首先要根据要处理的信号的频率来选择合适的光耦。高频(20K~1MHz)可以用高速带放大整形的光藕，如6N137/TLP113/TLP2630/4N25等。如果是20KHz以下可用TLP521。然后搭建转换电路。如将3.3V信号转换为5V信号。电路如下图： CP是3.3V的高速信号，通过高速光耦6N137转换成5V信号。如果CP接入的是5V 的信号VCC=3.3V，则该电路是将5V信号转换成3.3V信号。优点：电路搭建简单，可以调制出良好的波形，另外光耦还有隔离作用。缺点：对输入信号的频率有一定的限制。 方案二：使用三极管搭建转换电路 三极管的开关频率很高，一般都是几百兆赫兹，但是与方案一相比，电路搭建相对麻烦，而且输出的波形也没有方案一的好。 电路如下图： 其中C1为加速电容，R1为基极限流电阻，R2为集电极上拉电阻，R3将输入端下拉到地，保证在没有输入的情况下，输出端能稳定输出高电平。同时在三极管截止时给基区过量的电荷提供泄放回路缩短三极管的退饱和时间。 优点：开关频率高，在不要求隔离，考虑性价比的情况下，此电路是很好的选择。 缺点：输出波形不是很良好。 方案三：电阻分压 这里分析TTL电平和COMS电平的转换。首先看一下TTL电平和CMOS电平的区别。 TTL电平：输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2。最小输入高电平>=2.0V,输入低电平<=0.8,噪声容限是0.4V。 CMOS电平：1逻辑电平电压接近于电源电压，0逻辑电平接近于0V。而且有很宽的噪声容限。 下面的电路是将5V的TTL电平转换成3V的TTL电平
三极管与MOS管区别
1.场效应管和三极管输入电阻的差异？ 答：1.场效应管是单极、三极管是双极区别. 2.解决问题方面: 场效应管是电压控制电流源,控制电压和电流属于不同的支路,因而电压的求解一般不难,进而根据漏极电流表达式来求出电流值,然后进行模型分析,求出跨导和输出电阻. 而三极管要先建立模型,然后进行电路分析,求解过程特别是计算很复杂,容易出错; 总体而言,我觉得场效应管的分析要比三极管简单一些. 3.三极管和场效应管的比较可以归纳以下几点: 一、在三极管中,空穴和自由电子都参与导电,称为双极型器件,用BJT表示;而场效应管只有多子导电,称为单极型器件,用FET表示.由于多子浓度不受外界温度、光照、辐射的影响,在环境变化剧烈的条件下,选用FET比较合适. 这也就是我们通常所说的场效应管比较稳定的原因. 二、在放大状态工作时,三极管发射结正偏,有基极电流,为电流控制器件,相应的输入电阻较小,约103Ω;FET在放大状态工作时无栅极电流,为电压控制器件,输入电阻很大,JFET的输入电阻大于107Ω,MOS管的输入电阻大于109Ω. 三、场效应管的源极和漏极在结构上对称,可以互换使用(但应注意,有时厂家已将MOS管的源极与衬底在管内已经短接,使用时就不能互换).对耗尽型MOS 管的VGS可正、可负、可为零,使用时比较灵活.三极管的集电极和发射
极一般不能互换使用. 四、在低电压小电流状态下工作时,FET可作为压控可变线性电阻器和导通电阻很小的无触点电子开关. 五、MOS管工艺简单,功耗小,适合于大规模集成.三极管的增益高,非线性失真小,性能稳定.在分立元件电路和中、小规模集成电路中,三极管仍占优势. 六、三极管的转移特性(ic-vbe的关系)按指数规律变化,场效应管的转移特性按平方规律变化,因此场效应管的非线性失真比三极管的非线性失真大.七、场效应管的三种基本组态电路(共源、共漏和共栅)可以对照三极管的共发、共集和共基电路,由于场效应管的栅极无电流,所以输入电阻R'i≈∞.跨导gm 比三极管的小一个数量级,gm我们可以用转移特性求导得到 4.三极管可以说是电流控制电流源的器件,而电流是通过输入电阻的大小来体现的;但场效应管是电压控制电流源的器件 5.记住四种mos管的特性曲线的方法:只需记住n沟道的emos管的曲线,它的Vgs是大于0的,且曲线呈递增趋势．而p沟道的emos的Vgs是小于0的,且呈现递减趋势．dmos的Vgs既有大于0的部分,又有小于0的部分,按照n沟道递增,p沟道递减的曲线特征就可以将dmos的特性曲线记住了 6.1)场效应管是电压控制元件,而三级管是电流控制元件; 2)场效应管是利用多数载流子导电,所以称为单极性器件,而三级管既有多子,
串口电平转换芯片数据手册SP3222_3232E
DESCRIPTION s Meets true EIA/TIA-232-F Standards from a +3.0V to +5.5V power supply s 235KBps Transmission Rate Under Load s 1μA Low-Power Shutdown with Receivers Active (SP3222E ) s Interoperable with RS-232 down to +2.7V power source s Enhanced ESD Specifications: ±15kV Human Body Model ±15kV IEC1000-4-2 Air Discharge ±8kV IEC1000-4-2 Contact Discharge The SP3222E/3232E series is an RS-232 transceiver solution intended for portable or hand-held applications such as notebook or palmtop computers. The SP3222E/3232E series has a high-efficiency, charge-pump power supply that requires only 0.1μF capacitors in 3.3V operation. This charge pump allows the SP3222E/3232E series to deliver true RS-232performance from a single power supply ranging from +3.3V to +5.0V. The SP3222E/3232E are 2-driver/2-receiver devices. This series is ideal for portable or hand-held applications such as notebook or palmtop computers. The ESD tolerance of the SP3222E/3232E devices are over ±15kV for both Human Body Model and IEC1000-4-2 Air discharge test methods. The SP3222E device has a low-power shutdown mode where the devices' driver outputs and charge pumps are disabled. During shutdown, the supply current falls to less than 1μA. SELECTION TABLE L E D O M s e i l p p u S r e w o P 232-S R s r D e v i r 232-S R s r e v i e c e R l a n r e t x E s t n e n o p m o C n w o d t u h S L T T a S -3e t t f o .o N s n i P 2223P S V 5.5+o t V 0.3+224s e Y s e Y 02,812 323P S V 5.5+o t V 0.3+2 2 4 o N o N 6 1
MAX232芯片可以完成TTL与EIA双向电平转换
TTL/CMOS INPUTS 端.这个端口是的作用是输入TLL或CMOS信号的...一般为0-5V... 低电平为零,高电平为VCC. TTL/CMOS OUTPUTS端,这个端口的作用是输出TLL或CMOS信号...输出电压一般为0-5V...低电平为零..高电平为VCC. RS232 OUTPUTS 这端口是把TTL或CMOS的信号转为RS232的信号输出...输出为正负12V...到电脑.... RS232 INPUTS 这个端口是接收到电脑发出的正负12伏...由232输出转为TTL或CMOS信号...这个信号也为正负12V... MAX232内部有二组232转换电路... 使用的时候...一般是11------ 14 13----12为一组. 10-----7 8----9为一组... 51单片机要与PC机进行串口通信，通常使用MAX232芯片来作电平转换。下面把MAX232与51单片机的接口电路贴出来供大家参考。（此电路图已经过实际验证） MAX232芯片可以完成TTL与EIA双向电平转换，MAX232提供两路串口电平转换，现在只用一路串口，所以另一路悬空不使用，MAX232与51单片机接口电路如下图所示。（单击图片可放大）
图中DB9为串口的插头(母接头)，插座共有9个引线. MAX232的12脚接单片机的P3.0(RXD) MAX232的12脚接单片机的P3.1(TXD) MAX232还带有4个电容，都是容量都是104，为了减少电路板体积，可以用无极电容代替极性电容。 VCC 是5V DC 提示：串口插座有公母两种类型其中 公的串口插座是带有插针的(有针) 母的串口插座是不带有插针的(有洞) 如下图所示 由以上分析可知，DB9为母接头，而电脑PC的串口接头一般是分接头。 所以此电路与PC相连时，所用的串口线应该是一公一母的串口线。TTL电平信号被利用的最多是因为通常数据表示采用二进制规定，+5V等价于逻辑"1"，0V等价于逻辑"0"，这被称做TTL（晶体管-晶体管逻辑电平）信号系统，这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。 TTL电平信号对于计算机处理器控制的设备内部的数据传输是很理想的，首先计算机处理器控制的设备内部的数据传输对于电源的要求不高以及热损耗也较低，另外TTL 电平信号直接与集成电路连接而不需要价格昂贵的线路驱动器以及接收器电路；再者，计算机处理器控制的设备内部的数据传输是在高速下进行的，而TTL接口的操作恰能满足这个要求。TTL型通信大多数情况下，是采用并行数据传输方式，而并行数据传输对于超过10英尺的距离就不适合了。这是由于可靠性和成本两面的原因。因为在并行接口中存在着偏相和不对称的问题，这些问题对可靠性均有影响；另外对于并行数据传输，电缆以及连接器的费用比起串行通信方式来也要高一些。
常见TTL电平转换电路
常见TTL电平转换电路 ------设计参考 1.二、三级管组成的TTL/CMOS电平转换电路，优点是价格非常低，缺点是要求使用在 信号频率较低的条件下。 建议上拉电阻为10K时，可使用在信号频率为几百Khz以下的环境中，曾经在960Khz 的串口通信中做过测试。上拉电阻越小，速率越高，但是电路的功耗也越高，在低功耗要求高的电路中需要慎重考虑。在选择二、三极管时，尽量选用结电容小，开关速率高的。 A ) 图1所示电路，仅能使用在输入信号电平大于输出信号电平的转换上，例如3.3V转2.8V。二极管选用高速肖特基二极管，并且V F尽量小，例如RB521S。 图1 B ) 图2电路，仅能使用在输入信号电平大于输出信号电平的转换上，例如3.3V转2.8V，否则PNP管可能关不断。如果对输出低电平电压幅度有较严格的要求，PNP管则选用饱和压降小些的管子。PNP管也不如NPN的通用。VCC_OUT是输出信号的电源电压。 图2
C ) 图3是NPN管组成的转换电路，对输入和输出电平的谁高谁低没有要求，适用性很好。其中VCC_IN是输入信号的电源电压，VCC_OUT是输出信号的电源电压。转换后输出的低电平VOL=Vin_Lmax+Vsat，Vin_Lmax为输入信号低电平的最高幅值，Vsat为NPN管的饱和压降，如果对输出低电平电压幅度有较严格的要求，NPN管则选用饱和压降小些的管子，以满足一般电路中VOL<0.8V的要求。 图3 2.OC/OD输出的反相器组成的电平转换电路。 图4，由2级反相器组成，反相器必须是OC/OD输出的。反相器的电源与输入信号的电平相同或者相匹配，最后的输出电平由上拉电阻上拉到输出信号的目标电平上。上拉电阻的取值直接影响功耗和可适用的信号频率。 图4
三极管和MOS管做开关用时的区别
三极管和MOS管做开关用时的区别 ?我们在做电路设计中三极管和MOS管做开关用时候有什么区别工作性质： 1.三极管用电流控制，MOS管属于电压控制. 2、成本问题：三极管便宜，MOS管贵。 3、功耗问题：三极管损耗大。 4、驱动能力：MOS管常用来电源开关，以及大电流地方开关电路。 实际上就是三极管比较便宜，用起来方便，常用在数字电路开关控制。 MOS管用于高频高速电路，大电流场合，以及对基极或漏极控制电流比较敏感的地方。 一般来说低成本场合，普通应用的先考虑用三极管，不行的话考虑MOS管 实际上说电流控制慢，电压控制快这种理解是不对的。要真正理解得了解双极晶体管和MOS晶体管的工作方式才能明白。三极管是靠载流子的运动来工作的，以npn管射极跟随器为例，当基极加不加电压时，基区和发射区组成的pn结为阻止多子（基区为空穴，发射区为电子）的扩散运动，在此pn结处会感应出由发射区指向基区的静电场（即内建电场），当基极外加正电压的指向为基区指向发射区，当基极外加电压产生的电场大于内建电场时，基区的载流子（电子）才有可能从基区流向发射区，此电压的最小值即pn结的正向导通电压（工程上一般认为0.7v）。但此时每个pn结的两侧都会有电荷存在，此时如果集电极-发射极加正电压，在电场作用下，发射区的电子往基区运动（实际上都是电子的反方向运动），由于基区宽度很小，电子很容易越过基区到达集电区，并与此处的PN的空穴复合（靠近集电极），为维持平衡，在正电场的作用下集电区的电子加速外集电极运动，而空穴则为pn结处运动，此过程类似一个雪崩过程。集电极的电子通过电源回到发射极，这就是晶体管的工作原理。三极管工作时，两个pn结都会感应出电荷，当做开关管处于导通状态时，三极管处于饱和状态，如果这时三极管截至，pn结感应的电荷要恢复到平衡状态，这个过程需要时间。而MOS三极管工作方式不同，没有这个恢复时间，因此可以用作高速开关管。 ?（1）场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用场效应管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用晶体管。 （2）场效应管是利用多数载流子导电，所以称之为单极型器件，而晶体管是即有多数载流子，也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。
三极管和MOS管的区别
工作性质：三极管用电流控制，MOS管属于电压控制. 2、成本问题：三极管便宜，mos管贵。 3、功耗问题：三极管损耗大。 4、驱动能力：mos管常用来电源开关，以及大电流地方开关电路。 实际上就是三极管比较便宜，用起来方便，常用在数字电路开关控制。 MOS管用于高频高速电路，大电流场合，以及对基极或漏极控制电流比较敏感的地方。 一般来说低成本场合，普通应用的先考虑用三极管，不行的话考虑MOS管 实际上说电流控制慢，电压控制快这种理解是不对的。要真正理解得了解双极晶体管和mos 晶体管的工作方式才能明白。三极管是靠载流子的运动来工作的，以npn管射极跟随器为例，当基极加不加电压时，基区和发射区组成的pn结为阻止多子（基区为空穴，发射区为电子）的扩散运动，在此pn结处会感应出由发射区指向基区的静电场（即内建电场），当基极外加正电压的指向为基区指向发射区，当基极外加电压产生的电场大于内建电场时，基区的载流子（电子）才有可能从基区流向发射区，此电压的最小值即pn结的正向导通电压（工程上一般认为0.7v）。但此时每个pn结的两侧都会有电荷存在，此时如果集电极-发射极加正电压，在电场作用下，发射区的电子往基区运动（实际上都是电子的反方向运动），由于基区宽度很小，电子很容易越过基区到达集电区，并与此处的PN的空穴复合（靠近集电极），为维持平衡，在正电场的作用下集电区的电子加速外集电极运动，而空穴则为pn结处运动，此过程类似一个雪崩过程。集电极的电子通过电源回到发射极，这就是晶体管的工作原理。三极管工作时，两个pn结都会感应出电荷，当做开关管处于导通状态时，三极管处于饱和状态，如果这时三极管截至，pn结感应的电荷要恢复到平衡状态，这个过程需要时间。而mos三极管工作方式不同，没有这个恢复时间，因此可以用作高速开关管。 （1）场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用场效应管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用晶体管。 （2）场效应管是利用多数载流子导电，所以称之为单极型器件，而晶体管是即有多数载流子，也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。 （3）有些场效应管的源极和漏极可以互换使用，栅压也可正可负，灵活性比晶体管好。 （4）场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作，而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上，因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用。 （5）场效应晶体管具有较高输入阻抗和低噪声等优点，因而也被广泛应用于各种电子设备中。尤其用场效管做整个电子设备的输入级，可以获得一般晶体管很难达到的性能。
常用的电平转换方案
常用的电平转换方案 TTL、CMOS、ECL等电路的高低电平阀值不同，他们之间逻辑连接需要电平转换；还有，就是接口与接口之间的，如RS232与485之间，USB与串口之间等等，由于这些接口协议里面定义的电平不同，所以也需要电平转换。 1. 常用的电平转换方案 (1) 晶体管+上拉电阻法 就是一个双极型三极管或MOSFET，C/D极接一个上拉电阻到正电源，输入电平很灵活，输出电平大致就是正电源电平。 图1. 电阻-二极管拓扑，是在同一根信号线上实现双向转换的可选技术之一
图2. 分立/数字晶体管是实现双向转换的另外一种选择 (数据入和数据出也被称为主入从出(MISO)和主出从入(MOSI)。SPI能够使用超过20Mbp的时钟信号，使用CMOS推挽逻辑。由于SPI是单向的，没有必要在同一根信号线上实现双向转换。这使电平转换变得简单一些，因为 可以采用电阻与二极管(图1)或分立/数字晶体管(图2)等简单方案。I2C、SMBusTM和1-Wire 接口为双向、漏极开路拓?扑。I2C有3个速度范围：≤ 100kbps的标准模式，≤ 400kbps的快速模式，≤ 3.4Mbps的高速模式。双向总线的电平转换更加困难，因为必须在同一根数据线上进行双向转换。基于电阻-二极管或集电极/漏极开路的单级晶体管转换器的简单拓扑由于固有的单向性，无法满足要求。 ) (2) OC/OD 器件+上拉电阻法 跟1) 类似。适用于器件输出刚好为OC/OD 的场合。 (3) 74xHCT系列芯片升压(3.3V→5V) 凡是输入与5V TTL 电平兼容的5V CMOS 器件都可以用作 3.3V→5V 电平转换。 ——这是由于3.3V CMOS 的电平刚好和5V TTL电平兼容（巧合），而CMOS 的输出电平总是接近电源电平的。 廉价的选择如74xHCT(HCT/AHCT/VHCT/AHCT1G/VHCT1G/...) 系列(那个字母T 就表示TTL 兼容)。 (4) 超限输入降压法(5V→3.3V, 3.3V→1.8V, ...) 凡是允许输入电平超过电源的逻辑器件，都可以用作降低电平。 这里的"超限"是指超过电源，许多较古老的器件都不允许输入电压超过电源，但越来越多的新器件取消了这个限制(改变了输入级保护电路)。 例如，74AHC/VHC 系列芯片，其datasheets 明确注明"输入电压范围为0~5.5V"，如果采用 3.3V 供电，就可以实现5V→3.3V 电平转换。 (5) 专用电平转换芯片 最著名的就是164245，不仅可以用作升压/降压，而且允许两边电源不同步。这是最通用的电平转换方案，但是也是很昂贵的(俺前不久买还是￥45/片，虽是零售，也贵的吓人)，因此若非必要，最好用前两个方案。
各种电平总结
TTL和CMOS电平总结 TTL和CMOS电平总结 TTL——Transistor-Transistor Logic HTTL——High-speed TTL LTTL——Low-power TTL STTL——Schottky TTL LSTTL——Low-power Schottky TTL ASTTL——Advanced Schottky TTL ALSTTL——Advanced Low-power Schottky TTL FAST(F)——Fairchild Advanced schottky TTL CMOS——Complementary metal-oxide-semiconductor HC/HCT——High-speed CMOS Logic(HCT与TTL电平兼容) AC/ACT——Advanced CMOS Logic(ACT与TTL电平兼容)（亦称ACL） AHC/AHCT——Advanced High-speed CMOS Logic(AHCT与TTL电平兼容) FCT——FACT扩展系列，与TTL电平兼容 FACT——Fairchild Advanced CMOS Technology 1，TTL电平： 输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平 是0.2V。最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是0.4V。 2，CMOS电平： 1逻辑电平电压接近于电源电压，0逻辑电平接近于0V。而且具有很宽的噪声容限。 3，电平转换电路： 因为TTL和COMS的高低电平的值不一样（ttl 5v<＝＝>cmos 3.3v），所以互相连接时需 要电平的转换：就是用两个电阻对电平分压，没有什么高深的东西。哈哈 4，OC门，即集电极开路门电路，OD门，即漏极开路门电路，必须外界上拉电阻和电源才能将开关电平作为高低电平用。否则它一般只作为开关大电压和大电流负载，所以又叫做驱 动门电路。 5，TTL和COMS电路比较： 1）TTL电路是电流控制器件，而coms电路是电压控制器件。 2）TTL电路的速度快，传输延迟时间短(5-10ns)，但是功耗大。 COMS电路的速度慢，传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。 COMS电路本身的功耗与输入信号的脉冲频率有关，频率越高，芯片集越热，这是正常
电平转换资料
74AVC1T145 1、概述 74AVC1T145是一款具有双向电压转换和3态输出的单位双电源收发器。它的功能端口有1位输入输出端口（A和B），一个方向控制输入（DIR）和双电源引脚（V CC(A)和V CC(B)）。同时V CC(A)和V CC(B)可以输入介于0.8 V 到3.6 V的电压实现器件在任意低电压节点之间的转换（0.8 V, 1.2 V, 1.5 V, 1.8 V, 2.5 V 和3.3 V）。引脚A和DIR由V CC(A)供电，引脚B由V CC(B)供电。在DIR上的高电平允许从A传输到B，也允许在DIR上的低电平从B传输到A。 该器件明确规定在局部省电模式时使用I OFF。I OFF将使输出失能，防止在电源关闭时破坏性的回路电流通过器件。当VCC(A)或VCC(B)处于地电平电压时处于挂起模式，同时A和B 将处于高阻态。 2、功能与优点 ?电源电压范围宽： ◆ ◆ ?噪声抑制能力强 ?符合JEDEC标准： ◆-12 (0.8 V to 1.3 V) ◆-11 (0.9 V to 1.65 V) ◆-7 (1.2 V to 1.95 V) ◆-5 (1.8 V to 2.7 V) ◆-B (2.7 V to 3.6 V) ?静电保护： ◆HBM JESD22-A114E类3 b超过8000 V ◆MM JESD22-A115-A超过200 V ◆CDM JESD22-C101C超过1000 V ?最大数据速率： ◆500 Mbit / s(1.8 V至3.3 V的转换) ◆320 Mbit / s(< 1.8 V至3.3 V转换) ◆320 Mbit / s(转换为2.5 V和2.5 V) ◆280 Mbit / s(转换到1.5 V) ◆240 Mbit / s(转换到1.2 V) 挂起模式或睡眠模式； ?锁存性能超过100 mA / JESD 100 II级 ?输入接受电压最高达3.6 V ?低噪声时过冲和欠冲小于VCC的10% ?I OFF电流提供部分省电模式操作 ?多种封装选择 ?指定使用温度范围从-40°C到+ 85°C和?40°C到+ 125°C 3、订购信息（略） 4、标记（略） 5、逻辑图
3.3V转5V的双向电平转换电路
3.3V转5V的双向电平转换电路 说说所有的电平转换方法，你自己参考～ (1) 晶体管+上拉电阻法 就是一个双极型三极管或MOSFET，C/D极接一个上拉电阻到正电源，输入电平很灵活，输出电平大致就是正电源电平。 (2) OC/OD 器件+上拉电阻法 跟1) 类似。适用于器件输出刚好为OC/OD 的场合。 (3) 74xHCT系列芯片升压(3.3V→5V) 凡是输入与5V TTL 电平兼容的5V CMOS 器件都可以用作3.3V→5V 电平转换。 ——这是由于3.3V CMOS 的电平刚好和5V TTL电平兼容（巧合），而CMOS 的输出电平总是接近电源电平的。 廉价的选择如74xHCT(HCT/AHCT/VHCT/AHCT1G/VHCT1G/...) 系列(那个字母 T 就表示TTL 兼容)。 (4) 超限输入降压法(5V→3.3V, 3.3V→1.8V, ...) 凡是允许输入电平超过电源的逻辑器件，都可以用作降低电平。 这里的"超限"是指超过电源，许多较古老的器件都不允许输入电压超过电源，但越来越多的新器件取消了这个限制(改变了输入级保护电路)。 例如，74AHC/VHC 系列芯片，其datasheets 明确注明"输入电压范围为0~5.5V"，如果采用3.3V 供电，就可以实现5V→3.3V 电平转换。 (5) 专用电平转换芯片 最著名的就是164245，不仅可以用作升压/降压，而且允许两边电源不同步。这是最通用的电平转换方案，但是也是很昂贵的(俺前不久买还是￥45/片，虽是零售，也贵的吓人)，因此若非必要，最好用前两个方案。 (6) 电阻分压法 最简单的降低电平的方法。5V电平，经1.6k+3.3k电阻分压，就是3.3V。 (7) 限流电阻法 如果嫌上面的两个电阻太多，有时还可以只串联一个限流电阻。某些芯片虽然原则上不允许输入电平超过电源，但只要串联一个限流电阻，保证输入保护电流不超过极限(如74HC 系列为20mA)，仍然是安全的。 (8) 无为而无不为法 只要掌握了电平兼容的规律。某些场合，根本就不需要特别的转换。例如，电路中用到了某种5V 逻辑器件，其输入是3.3V 电平，只要在选择器件时选择输入为TTL 兼容的，就不需要任何转换，这相当于隐含适用了方法3)。 (9) 比较器法 算是凑数，有人提出用这个而已，还有什么运放法就太恶搞了。 那位说的可以～但我分析你也不是非要芯片不可吧？尽量节约成本啊～ 3.3V转5V 电平转换方法参考 电平转换
MOS管与三极管做开关用法比较
Kevin pen 1/1 MOS 管（MOSFET ）的压降 是指MOSFET 饱和导通的时候，VDS=I*RDS(on)的电压。VDS 表示场效应管的漏极和源极的电压，G 表示栅极，I 表示流过DS 的电流，RDS(on)表示导通电阻，一般为几百毫欧。 MOSFET 的管压降，一般指的是静态压降。只要知道导通阻抗和通过的电流的话用上面的公式就可以计算出来压降是多少了。 三极管管压降 三极管的管压降Uce 就是指集电极与发射极的电压。一般情况下，CE 极电压在0.3或者0.3V 以下时，三极管进入饱和区的工作状态，集电极电流不随着基集电流增加而增加了，也叫饱和电压。 正常三极管管压降为0.1-0.7V 。 由于管压降Uce 与集电极电流ic 具有非线性的函数关系，Uce 的大小随着Ice 的增大，在一定的范围内增大。 通过Ic 与Uce （饱和压降）的曲线图，就可以清晰的知道Uce 的大小了。 对比应用 通过初步计算，在流过相同的电流（小于100MA ）的情况下，场效应管的管压降要比三极管的管压降略低。一般小于0.1V 。随着电流增大，三极管管压降最大达到0.7V 左右。 下图为三极管的管压降示例图，一般在DATASHEET 中都有给出。 对于场效应管（MOSFET ），VDS 取决于电流和导通电阻RDS(on)。导通电阻一般变化不大，但是与VGS 有关，VGS 大导通程度也大，导通电阻就小。 如果RDS(on)=250M Ω，流过电流为100MA ，管压降VDS=0.025V 。图一为0.05V ，图二为0.03V 。 因此，可以看出，在实际开关应用中，如果要使被控的电压的压降尽量小，MOSFET 比三极管有略微的优势。
5V到3V3的电平转换-串口通信
5V到3V3的电平转换-串口通信 一、电平转换电路 下面来分析一下电路的设计思路： https://www.360docs.net/doc/2d18219651.html,/BLOG_ARTICLE_244240.HTM 首先声明一下：这个电路是从3V3的角度考虑的！ 1、接收通道 我们首先来明确一下数据流向（其实就是电平驱动方向），接收通道是由5V方驱动的（Source），3V3方只是取电平（Sink），因此TXD5V作为此通道的输入方，RXD3V3作为通道的输出方。 我们知道，三极管（开关型）集电极输出驱动能力不错，我们就设计为集电极输出；但是，只有一个三极管是不行的，因为集电极输出的时候，基极电平和集电极逻辑是相反的；那么，加一个反相器？没必要，那是另外一种电平转换的方法了，我们只需要再使用一个三极管，基极接前级输出就可以了。这样，逻辑转换就完成了，当输入低电平时，Q1截止，集电极输出高电平，Q2导通，集电极输出低电平。同理，高电平分析是一样的。 逻辑转换完成了，那么就是电平的问题了。这很好解决，输入方为5V逻辑，那么就给它一个VCC5，3V3逻辑高电平需要一个3V3，那么就给一个VCC3V3；OK！ 2、发送通道 分析完接收通道，发送通道的原理其实也是一样的，就不详细介绍了。 3、结论 其实如果稍微熟悉电子电路知识的人看来，这个电路实在太简单，正因为如此，我才要强调，基础很重要！否则，一个系统的设计会在这些小地方卡住。 二、电平问题： 单片机手册————电气特性 常用逻辑电平：12V，5V，3.3V； 1.TTL电平： 输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。最小输入高电平和低电平：输入高电平>=2.0V，输入低电平<=0.8V，噪声容限是0.4V。
常用数字芯片大全
产品 型号规格性能说明型号规格性能说明 名称 74LS SN74LSOO四2输入与非门SN74LSO1四2输入与非门 SN74LSO2四2输入与非门SN74LS03四2输入与非门 SN74LS04六反相器SN74LS05六反相器 SN74LS06六反相缓冲器/驱动器SN74LS07六缓冲器/驱动器 SN74LS08四2输入与非门SN74LS09四2输入与非门 SN74LS10三3输入与非门SN74LS11三3输入与非门 SN74LS12三3输入与非门SN74LS13三3输入与非门 SN74LS14六反相器.斯密特触发SN74LS15三3输入与非门 SN74LS16六反相缓冲器/驱动器SN74LS17六反相缓冲器/驱动器 SN74LS20双4输入与门SN74LS21双4输入与门 SN74LS22双4输入与门SN74LS25双4输入与门 SN74LS26四2输入与非门SN74LS27三3输入与非门 SN74LS28四输入端或非缓冲器SN74LS30八输入端与非门 SN74LS32四2输入或门SN74LS33四2输入或门 SN74LS37四输入端与非缓冲器SN74LS38双2输入与非缓冲器 SN74LS40四输入端与非缓冲器SN74LS42BCD－十进制译码器 SN74LS47BCD－七段译码驱动器SN74LS48BCD－七段译码驱动器SN74LS49BCD－七段译码驱动器SN74LS51三3输入双与或非门 SN74LS54四输入与或非门SN74LS55四4输入与或非门 SN74LS63六电流读出接口门SN74LS73双J－K触发器 SN74LS74双D触发器SN74LS754位双稳锁存器 SN74LS76双J－K触发器SN74LS78双J－K触发器 SN74LS83双J－K触发器SN74LS854位幅度比较器 SN74LS86四2输入异或门SN74LS884位全加器 SN74LS904位十进制波动计数器SN74LS918位移位寄存器 SN74LS9212分频计数器SN74LS93二进制计数器 SN74LS965位移位寄存器SN74LS954位并入并出寄存器 SN74LS109正沿触发双J－K触发器SN74LS107双J－K触发器 SN74LS113双J－K负沿触发器SN74LS112双J－K负沿触发器 SN74LS121单稳态多谐振荡器SN74LS114双J－K负沿触发器 SN74LS123双稳态多谐振荡器SN74LS122单稳态多谐振荡器 SN74LS125三态缓冲器SN74LS124双压控振荡器 SN74LS1313－8线译码器SN74LS126四3态总线缓冲器 SN74LS13313输入与非门SN74LS132二输入与非触发器 SN74LS137地址锁存3－8线译码器SN74LS136四异或门 SN74LS139双2－4线译码－转换器SN74LS1383－8线译码/转换器 SN74LS14710－4线优先编码器SN74LS145BCD十进制译码/驱动器SN74LS153双4选1数据选择器SN74LS1488－3线优先编码器 SN74LS155双2－4线多路分配器SN74LS1518选1数据选择器 SN74LS157四2选1数据选择器SN74LS1544－16线多路分配器 SN74LS160同步BDC十进制计数器SN74LS156双2－4线多路分配器
逻辑电平转换器
逻辑电平转换器 在新一代电子产品设计中，TTL或5V CMOS电平已不再占据逻辑电路统治地位。随着低电压逻辑的引入，系统内部常常出现输入/输出逻辑不协调的问题，从而提高了系统设计的复杂性。例如，当1.8V的数字电路与工作在3.3V的模拟电路进行通信时，需要首先解决两种电平转换问题，本文介绍了不同逻辑电平之间的转换方法。 1 逻辑电平转换的必要性 型号I/O通道数单向/双向 Rx/Tx V L范围Vcc范围独立使能速率 MAX3001 8 双向，8/8 1.2V～5.5V 1.65V～5.5V Yes 4Mbps MAX3370 1 双向，1/1 1.65V～ 5.5V 2.5V～5.5V No 2Mbps MAX3371 1 双向，1/1 1.65V～ 5.5V 2.5V～5.5V Yes 2Mbps MAX3372/3 2 双向，2/2 1.2～5.5V 1.65V～5.5V Yes 230kbps MAX3374 MAX3375 MAX3376 2 单向，2/0 单向，1/1 单向，0/2 1.2～5.5V 1.65V～5.5V Yes 16Mbps MAX3377 MAX3378 4 双向，4/4 1.2～5.5V 1.65V～5.5V Yes 230kbps MAX3379 4 单向，4/0 1.2～5.5V 1.65V～5.5V Yes 16Mbps MAX3390 4 单向，3/1 1.2～5.5V 1.65V～5.5V Yes 16Mbps MAX3391 4 单向，2/2 1.2～5.5V 1.65V～5.5V Yes 16Mbps MAX3392 4 单向，1/3 1.2～5.5V 1.65V～5.5V Yes 16Mbps MAX3393 4 单向，0/4 1.2～5.5V 1.65V～5.5V Yes 16Mbps 随着不同工作电压的数字IC的不断涌现，逻辑电平转换的必要性更加突出，电平转换方式也将随逻辑电压、数据总线的形式(例如4线SPI、32位并行数据总线等)以及数据传输速率的不同而改变。现在虽然许多逻辑芯片都能实现较高的逻辑电平至较低逻辑电平的转换(如将5V电平转换至3V电平)，但极少有逻辑电路芯片能够较低的逻辑电平转换成较高的逻辑电平(如将3V逻辑转换至5V逻辑)。另外，电平转换器虽然也可以用晶体管甚至电阻——二极管的组合来实现，但因受寄生电容的影响，这些方法大大限制了数据的传输速率。